(2014•开封模拟)氨和肼(N2H4)是氮的两种常见氢化物,在科学技术和生产中有重要的应用.

(2014•开封模拟)氨和肼(N2H4)是氮的两种常见氢化物,在科学技术和生产中有重要的应用.
(1)T业上从氨制备硝酸的主要工艺流程是
4NH3+5O2
催化剂
.
4NO+6H2O,2NO+O2=2NO2,3NO2+H2O=2HNO3+NO
4NH3+5O2
催化剂
.
4NO+6H2O,2NO+O2=2NO2,3NO2+H2O=2HNO3+NO
(以化学方程式表示).
(2)工业生产尿素的原理是以NH3和CO2为原料合成尿素[CO(NH22],反应的化学方程式为2NH3(g)+CO2(g)⇌CO(NH22(l)+H2O(l),该反应的平衡常数和温度关系如下:
T/℃ 165 175 185 195
K 111.9 7.1 50.6 3.8
①焓变AH(填“>”、“<”或“一”)______.
②在一定温度和压强下,若原料气中的NH3和CO2的物质的量之比(氨碳比)
n(NH3)
n(CO2)
=x,如图是氨碳比(x)与CO2平衡转化率(a)的关系.a随着x增大而增大的原因是______.
③上图中的B点处,NH3的平衡转化率为______.
(3)NH3与NaClO反应可得到肼(N2H4),该反应的化学方程式为______.
(4)肼性质与氨气相似,易溶于水,可发生如下电离过程:
Ⅰ.N2H4+H2O⇌N2H5++OH-
Ⅱ.N2H5++H2O⇌N2H5++OH-
①常温下,某浓度N2H6Cl2溶液的pH为4,则该溶液中由水电离产生的C(H+)为______.
②已知在相同条件下过程I的进行程度大于N2H5+的水解程度.常温下,若0.2mol/L N2H4溶液与0.1mol/L HCl溶液等体积混合,则溶液中N2H5+、Cl-、OH-、H+离子浓度由大到小的顺序为______.
(5)发射火箭时,肼(N2H4)为燃料,过氧化氢作氧化剂,两者反应生成氮气和气态水.已知1.6g N2H4(l)在上述反应中放出64.22kJ的热量,该反应的热化学方程式为______.
(6)肼--空气燃料电池是一种碱性电池,该电池放电时,负极的反应式______.
zjwzjw216 1年前 已收到1个回答 举报

adaivan 幼苗

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解题思路:(1)氨气催化氧化生成NO,NO氧化生成NO2,NO2与水反应生成硝酸;
(2)①依据平衡常数随温度变化分析判断反应吸热放热;
②增大反应物浓度,平衡正向进行;
③依据x含义和图象数据分析结合化学方程式换算氨气转化率;
(3)NH3与NaClO反应可得到肼(N2H4),N元素的化合价升高,故还生成氯化钠与水;
(4)①N2H6C12类比铵盐,离子水解促进了水的电离,溶液中的氢离子就是水电离的;
②N2H4的电离大于N2H5+离子的水解;
(5)1.6g 液态肼和足量双氧水反应生成氮气和水蒸气时放出64.22kJ的热量,1mol液态肼放出的热量为64.22kJ×[1mol
1.6g/32g/mol
]=1284.4kJ,结合热化学方程式书写原则进行书写;
(6)从作为燃料电池时,负极发生氧化反应的角度可知N2H4被氧化生成N2

(1)氨气催化氧化生成NO,其反应为:4NH3+5O2

催化剂
.
△4NO+6H2O,NO氧化生成NO2,其反应为:2NO+O2=2NO2,NO2与水反应生成硝酸,其反应为:3NO2+H2O=2HNO3+NO,
故答案为:4NH3+5O2

催化剂
.
△4NO+6H2O,2NO+O2=2NO2,3NO2+H2O=2HNO3+NO;
(2)①平衡常数随温度升高减小,说明正反应为放热反应,△H<0,故答案为:<;
②2NH3 (g)+CO2 (g)⇌CO(NH22 (l)+H2O (l),图象分析判断,增大氨气浓度平衡正向进行,
故答案为:增大氨气的浓度,提高二氧化碳的转化率;
③B点处x=4,原料气中的NH3和CO2的物质的量之比为4,二氧化碳转化率为64%,假设氨气为4mol,二氧化碳为1mol,则反应的二氧化碳为0.64mol,
依据化学方程式2NH3(g)+CO2(g)⇌CO(NH22(l)+H2O(l)反应的氨气为1.28mol,
NH3的平衡转化率=[1.28mol/4mol]×100%=32%;
故答案为:32%;
(3)NH3与NaClO发生氧化还原反应可得到肼(N2H4)、氯化钠和水,所以该反应的化学方程式为:2NH3+NaClO=N2H4+NaCl+H2O,
故答案为:2NH3+NaClO=N2H4+NaCl+H2O;
(4)①N2H6C12溶液的pH为4,N2H62+离子结合了水电离的氢氧根离子,促进了水的电离,溶液中氢离子来自水的电离,故该溶液中由水电离产生的c(H+)=10-PH=1×10-4mol/L;
故答案为:1×10-4mol/L;
②0.2mol/L N2H4溶液与0.1mol/L HCl溶液等体积混合,变成了等物质的量的N2H5Cl和N2H4的混合液,由于N2H4的电离大于N2H5+离子的水解,故溶液中c(N2H5+)>c(Cl-),溶液显示碱性,所以溶液中离子浓度顺序为c(N2H5+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+);
故答案为:c(N2H5+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+);
(5)1.6g 液态肼和足量双氧水反应生成氮气和水蒸气时放出64.22kJ的热量,1mol液态肼放出的热量为64.22kJ×[1mol

1.6g/32g/mol]=1284.4kJ,
该反应热化学方程式为:N2H4(l)+2H2O2(l)═N2(g)+4H2O(g)△H=-1284.4kJ/mol,
故答案为:N2H4(l)+2H2O2(l)═N2(g)+4H2O(g)△H=-1284.4kJ/mol;
(6)肼一空气燃料碱性电池中,负极上肼失电子和氢氧根离子反应生成水和氮气,电极反应式为:N2H4+4OH--4e-=4H2O+N2
故答案为:N2H4+4OH--4e-=N2+4H2O.

点评:
本题考点: 化学平衡的影响因素;热化学方程式;化学电源新型电池;化学平衡的计算;pH的简单计算.

考点点评: 本题考查了方程式的书写、电极反应的书写、化学平衡的影响因素、化学平衡常数以及热化学方程式的书写等,题涉及的知识点较多,综合性较强,侧重于考查学生对知识点综合运用能力,题目难度中等.

1年前

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