Question

13．NH₃是一種重要的化工原料，可用來制備肼、硝酸、硝酸銨和氯胺等．
（1）N₂和H₂以物質(zhì)的量之比為1：3在不同溫度和壓強下發(fā)生反應(yīng)：N₂+3H₂?2NH₃，測得平衡體系中NH₃的物質(zhì)的量分數(shù)如圖1．
①下列途徑可提高氨氣產(chǎn)率的是bcd（填字母）．
a．采用常溫條件
b．采用適當(dāng)?shù)拇呋瘎?br />c．將原料氣加壓
d．將氨液化，不斷移去液氨
②如圖1中所示的平衡體系中NH₃的物質(zhì)的量分數(shù)為0.549和0.478時，該反應(yīng)的平衡常數(shù)分別為K₁、K₂，則K₁=（填“＞”“＜”或“=”）K₂．
（2）肼（N₂H₄）是一種火箭燃料．已知：
N₂（g）+2O₂（g）═2NO₂（g）；△H=+67.7kJ•mol^-1
N₂H₄（g）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O（g）；△H=-534.0kJ•mol^-1
NO₂（g）═$\frac{1}{2}$N₂O₄（g）；△H=-28.0kJ•mol^-1
①反應(yīng)2N₂H₄（g）+N₂O₄（g）═3N₂（g）+4H₂O（g）的△H=-1079.7kJ•mol^-1．
②氨氣與次氯酸鈉溶液反應(yīng)生成肼的離子方程式為2NH₃+ClO^-═Cl^-+N₂H₄+H₂O．
（3）電解硝酸工業(yè)的尾氣NO可制備NH₄NO₃，其工作原理如圖2．
①陰極的電極反應(yīng)式為NO+5e^-+6H⁺=NH₄⁺+H₂O．
②將電解生成的HNO₃全部轉(zhuǎn)化為NH₄NO₃，則通入的NH₃與實際參加反應(yīng)的NO的物質(zhì)的量之比至少為1：4．
（4）飲用水消毒時，氯胺（NH₂Cl等）在酸性條件下具有良好的效果，其原因是氯胺與水反應(yīng)存在平衡：NH₂Cl+H₂O?NH₃+HClO，酸性條件下平衡右移使次氯酸濃度變大．

Answer 1

分析 （1）①提高氨氣產(chǎn)率，整體從速率、平衡移動的角度分析就可；
②化學(xué)平衡常數(shù)只受溫度的影響；
（2）①依據(jù)熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計算得到所需熱化學(xué)方程式，從而得到反應(yīng)熱；
②氨氣與次氯酸鈉溶液反應(yīng)生成肼、氯化鈉、水，寫出化學(xué)方程式，改寫為離子方程式；
（3）①工業(yè)上電解NO制備 NH₄NO₃，由裝置圖可知陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，NO被氧化生成NO₃^-，陰極發(fā)生還原反應(yīng)，NO被還原生成NH₄⁺；
②總反應(yīng)方程式為：8NO+7H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$3NH₄NO₃+2HNO₃，通入的NH₃的物質(zhì)的量至少應(yīng)與生成的硝酸的物質(zhì)的量相等；
（4）氯胺與水反應(yīng)存在平衡：NH₂Cl+H₂O?NH₃+HClO，從平衡移動的角度分析．

解答 解：（1）①a．采用常溫條件，化學(xué)反應(yīng)速率慢，故a錯誤；
b．采用適當(dāng)?shù)拇呋瘎�，加快合成氨的速率，故b正確；
c．將原料氣加壓，加快了合成氨的速率，平衡正向移動，故c正確；
d．將氨液化，不斷移去液氨，平衡正向移動，故d正確；
故答案為：bcd；
②圖1中所示的平衡體系中NH₃的物質(zhì)的量分數(shù)為0.549和0.478時的溫度都是400℃，溫度相同，化學(xué)平衡常數(shù)相等，故答案為：=；
（2）①已知a．N_2（g）+2O_2（g）=2NO_2（g）△H=+67.7kJ/mol，
b．N₂H_4（g）+O_2（g）=N_2（g）+2H₂O_（g）△H=-534.0kJ/mol，
c．NO₂（g）═$\frac{1}{2}$N₂O₄（g）；△H=-28.0kJ•mol^-1，
由蓋斯定律b×2-a-c×2得到：熱化學(xué)方程式：2N₂H₄（g）+N₂O₄（g）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1079.7 kJ/mol，
故答案為：-1079.7；
②氨氣與次氯酸鈉溶液反應(yīng)生成肼、氯化鈉、水，化學(xué)方程式為2NH₃+NaClO═NaCl+N₂H₄+H₂O，離子方程式為2NH₃+ClO^-═Cl^-+N₂H₄+H₂O，
故答案為：2NH₃+ClO^-═Cl^-+N₂H₄+H₂O；
（3）①工業(yè)上電解NO制備 NH₄NO₃，由裝置圖可知陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，NO被氧化生成NO₃^-，陰極發(fā)生還原反應(yīng)，NO被還原生成NH₄⁺，陽極反應(yīng)為NO-3e^-+2H₂O=NO₃^-+4H⁺，陰極反應(yīng)為：NO+5e^-+6H⁺=NH₄⁺+H₂O，
故答案為：NO+5e^-+6H⁺═NH₄⁺+H₂O；
②總反應(yīng)方程式為：8NO+7H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$3NH₄NO₃+2HNO₃，生成的硝酸和反應(yīng)的NO的物質(zhì)的量之比等于2：8=1：4，通入的NH₃的物質(zhì)的量至少應(yīng)與生成的硝酸的物質(zhì)的量相等，因此通入的NH₃與實際參加反應(yīng)的NO的物質(zhì)的量之比至少為1：4，
故答案為：1：4；
（4）氯胺與水反應(yīng)存在平衡：NH₂Cl+H₂O?NH₃+HClO，酸性條件下，減小了NH₃的濃度，平衡右移使次氯酸濃度變大，
故答案為：氯胺與水反應(yīng)存在平衡：NH₂Cl+H₂O?NH₃+HClO，酸性條件下平衡右移使次氯酸濃度變大．

點評 本題考查合成氨條件的選擇、反應(yīng)熱的計算、電解原理、化學(xué)平衡的應(yīng)用，綜合性強，題目難度中等，其中提高氨氣產(chǎn)率，整體從速率、平衡移動的角度分析，為本題的易錯點．