【題目】氮及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中有著重要應(yīng)用。

(1)氯胺[NH2Cl(g)]是一種長(zhǎng)效緩釋含氯消毒劑,有緩慢而持久的殺菌作用,試寫出其殺菌過(guò)程中與水反應(yīng)的化學(xué)方程式________________。

(2)羥胺(NH2OH)是有機(jī)合成的常見(jiàn)還原劑。工業(yè)上可用硝酸.硫酸水溶液作電解質(zhì)進(jìn)行電解,在汞電極上NO3-可轉(zhuǎn)化為NH2OH,以鉑為另一極,則該電解反應(yīng)的總化學(xué)方程式為________________。

(3)銀氨溶液是檢驗(yàn)醛基的重要試劑,其溶液中存在Ag(NH3)2+(aq)Ag+(aq)+2NH3(aq)。常溫下,反應(yīng)AgCl(s)+2NH3(aq)Ag(NH3)2+(aq)+Cl-(aq)的化學(xué)平衡常數(shù)K=1.94×10-3,且Ksp(AgCl)=1.76×10-10,則K[Ag(NH3)2+]=________________。

(4)水合肼(N2H4·H2O)常用作鍋爐水的除氧劑。N2H4·H2O為二元弱堿,在水溶液中的一級(jí)電離方程式表示為N2H4·H2ON2H5++OH-。鹽酸肼(N2H6Cl2)是一種可溶性鹽,其第一步水解的離子方程式為________________,溶液中離子濃度由大到小的排列順序?yàn)?/span>________________。

(5)氨是一種重要的氮肥。工業(yè)合成氨反應(yīng)為:N2(g)+ H2(g)NH3(g),該反應(yīng)的活化能Ea1=254kJ/mol。

①查閱文獻(xiàn),相關(guān)化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如下:

化學(xué)鍵

H-H

NN

N-H

E/kJ·mol-1

436

946

391

則反應(yīng)NH3(g)N2(g)+ H2(g)的活化能Ea2=________________。

②一定條件下,1molN2與3.6molH2在密閉容器中充分反應(yīng),測(cè)得放出的熱量為13.8kJ,則H2的轉(zhuǎn)化率為________________,為提高原料的利用率,工業(yè)合成氨應(yīng)該采取的措施是=________________。

【答案】 NH2Cl+H2OHClO+NH3(或NH2Cl+2H2OHClO+NH3·H2O) 2HNO3+2H2O2NH2OH+3O2 9.07×10-8 N2H62+N2H5++H+ c(Cl-)>c(N2H62+)>c(H+)>c(N2H5+)>c(OH-) 300kJ/mol 12.5% 循環(huán)操作(其它合理答案均得分)

【解析】(1)氯胺與水緩慢反應(yīng),NH2-與水電離出來(lái)的H+結(jié)合成氨氣,Cl+與OH-結(jié)合生成強(qiáng)氧化性的物質(zhì)HClO,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為NH2Cl+H2OHClO+NH3(或NH2Cl+2H2OHClO+NH3·H2O);正確答案:NH2Cl+H2OHClO+NH3(或NH2Cl+2H2OHClO+NH3·H2O)。

(2)NO3-可轉(zhuǎn)化為NH2OH,發(fā)生還原反應(yīng),陰極反應(yīng)為2NO3-+12e-+14H+ =2NH2OH+4H2O;陽(yáng)極極反應(yīng):12OH--12e-=3O2↑+6H2O;兩個(gè)極反應(yīng)相加,得到該電解反應(yīng)的總化學(xué)方程式為2HNO3+2H2O2NH2OH+3O2↑;正確答案:2HNO3+2H2O2NH2OH+3O2↑。

(3)化學(xué)平衡常數(shù)K=1.94×10-3=c(Ag(NH3)2+)×c(Cl-)/c2(NH3)= c(Ag(NH3)2+)×c(Cl-)×c(Ag+)/c2(NH3) ×c(Ag+)=1.76×10-10×c(Ag(NH3)2+)/c2(NH3),所以:c(Ag(NH3)2+)/c2(NH3)=1.94×10-3/1.76×10-10;K[Ag(NH3)2+]= c2(NH3)/ c(Ag(NH3)2+)=1.76×10-10/1.94×10-3=9.07×10-8;正確答案:9.07×10-8。

(4)N2H4·H2O為二元弱堿,所以鹽酸肼(N2H6Cl2)為強(qiáng)酸弱堿鹽,水解顯堿性,其第一步水解的離子方程式為N2H62+N2H5++H+ ;溶液中離子濃度由大到小的排列順序?yàn)閏(Cl-)>c(N2H62+)>c(H+)>c(N2H5+)>c(OH-);正確答案:N2H62+N2H5++H+; c(Cl-)>c(N2H62+)>c(H+)>c(N2H5+)>c(OH-)

(5) ①氨分解反應(yīng)的ΔH=3×391-1/2×436-3/2×946=+46 kJ·mol-1;反應(yīng)熱(ΔH)等于正反應(yīng)的活化能與逆反應(yīng)的活化能之差,ΔH=Ea1-Ea2=254-Ea2=+46,Ea2=300kJ·mol-1;正確答案:300 kJ·mol-1。

②根據(jù)上述分析可知N2(g)+ 3H2(g)2NH3(g),ΔH=-92 kJ·mol-1,反應(yīng)放出的熱量為13.8kJ時(shí)消耗氫氣的量為3×13.8/92=0.45 mol, H2的轉(zhuǎn)化率為0.45/3.6×100%=12.5%;為提高原料的利用率,工業(yè)合成氨應(yīng)該采取的措施是工業(yè)合成氨為了提高原料的利用率,要采用循環(huán)操作,也就是把未反應(yīng)的氮?dú)、氫氣從反?yīng)混合氣中分離出來(lái),重新送回反應(yīng)器中;由于合成氨是氣體體積減小的反應(yīng),為提高原料利用率,也可適當(dāng)增大反應(yīng)體系壓強(qiáng);正確答案:12.5% ; 循環(huán)操作(其它合理答案均得分)。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】鐵在生產(chǎn)生活中應(yīng)用最廣泛,煉鐵技術(shù)和含鐵新材料的應(yīng)用倍受關(guān)注。

(1)高爐煉鐵是冶煉鐵的主要方法,發(fā)生的主要反應(yīng)有:

反應(yīng)

△H(kJ/mol)

K

i. Fe2O3(s)+3C(s)2Fe(s)+3CO(g)

+489

K1

ii. Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)

X

k2

iii. C(s)+CO2(g)2CO(g)

+172

k3

試計(jì)算,X=____,K1、K2與K3之間的關(guān)系為__________________。

(2)T1℃時(shí),向某恒溫密閉容器中加入一定量的Fe2O3和C,發(fā)生反應(yīng)i,反應(yīng)達(dá)到平衡后,在t1時(shí)刻,改變某條件,V(逆)隨時(shí)間(t)的變化關(guān)系如圖1所示,則t1時(shí)刻改變的條件可能是_______(填寫字母)。

a.保持溫度不變,壓縮容器 b.保持體積不變,升高溫度

c.保持體積不變,加少量碳粉 d.保持溫度體積不變,增大CO濃度

(3)在一定溫度下,向某體積可變的恒壓密閉容器(P)加入1molCO2與足最的碳,發(fā)生反應(yīng)iii,平衡時(shí)體系中氣體體積分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系如圖2所示。

①650℃時(shí),該反應(yīng)達(dá)平衡后吸收的熱量是__________。(計(jì)算時(shí)不考慮溫度對(duì)△H的影響)

②T℃時(shí),若向平衡體系中再充入一定量按v(CO2):V(CO)=5:4的混合氣體,平衡______(填“正向”、”逆向”或“不”)移動(dòng)。

③925℃時(shí),用平衡分壓代替平衡濃度表示的化學(xué)平衡常數(shù)Kp_____。[氣體分壓(p)=氣體總壓(p)×體積分?jǐn)?shù),用某物質(zhì)的平衡分壓化替物質(zhì)的量濃度也可以表示化學(xué)平衡常數(shù),記作Kp]

(4)用原電池原理可以除去酸性廢水中的三氯乙烯、AsO3-,其原理如圖3所示(導(dǎo)電殼內(nèi)部為納米零價(jià)鐵)。

在除污過(guò)程中,納米零價(jià)鐵中的Fe為原電池的____(填“正”或“負(fù)”),寫出C2HCl3在其表面被還原為乙烷的電極反應(yīng)式為____________________

(5)NaHS可用于污水處理的沉淀劑。已知:25℃時(shí),反應(yīng)Hg2+(aq)+HS-(aq) HgS(s)+H+(aq)的平衡常數(shù)K=1.75×1038,H2S的電離平衡常數(shù)Ka1=1.0×10-7,Ka2=7.0×10-15。

①NaHS的電子式為____________________

②Ksp(HgS)=_______________。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕時(shí),正極上發(fā)生的電極反應(yīng)是

A. 2H++2e-=H2 B. Fe2++2e-=Fe

C. 2H2O+O2+4e-=4OH- D. Fe3++e-=Fe2+

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】一定條件下的恒溫恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)X(g)+3Y(g)2Z(g),若X、Y、Z的起始濃度分別為c1、c2、c3(均不為零),達(dá)到平衡時(shí),X、Y、Z的濃度分別為0.1mol/L、0.3mol/L、0.08mol/L。則下列判斷正確的是

A. c1:c2=1:2 B. 平衡時(shí),Y和Z的生成速率之比為2:3

C. 若反應(yīng)正向進(jìn)行,X、Y的轉(zhuǎn)化率不相等 D. c1的取值范圍為0<c1<0.14mol/L

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】室溫下,某碳酸溶液中的H2CO3、HCO3-、CO23-的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)δ隨pH的變化如下圖所示。下列敘述錯(cuò)誤的是( )

A. 當(dāng)溶液中δ(HCO3-)達(dá)到最大時(shí):c(H2CO3)>c(CO32-)

B. Ka2(H2CO3)的數(shù)量級(jí)為10-11

C. 調(diào)節(jié)溶液的pH由8~10的過(guò)程中減小

D. 加入NaOH使溶液pH=9時(shí),主要反應(yīng)為HCO3-+OH-=CO32-+H2O

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】某有機(jī)物加氫反應(yīng)后生成 ,該有機(jī)物可能是

A. 乙醛的同系物 B. 戊醛的同分異構(gòu)體

C. 丙醇的同系物 D. 丁醇的同分異構(gòu)體

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】下列有關(guān)物質(zhì)的分類正確的是( 。
A.CaCl2、NaOH、HCl、HD四種物質(zhì)都屬于化合物
B.硫酸、純堿、醋酸鈉和生石灰分別屬于酸、堿、鹽和氧化物
C.溶液,濁液,膠體都屬于混合物
D.CO2、CO等非金屬氧化物均屬于酸性氧化物

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】晶須是由高純度單晶生長(zhǎng)而成的微納米級(jí)的短纖維,工業(yè)應(yīng)用的晶須主要是在人工控制條件下合成。

碳酸鎂晶須(MgCO3·nH2O,n = 1~5的整數(shù))廣泛應(yīng)用于冶金、耐火材料及化工產(chǎn)品等領(lǐng)域。制取碳酸鎂晶須的步驟如圖:

完成下列填空:

(1)步驟1必須將反應(yīng)的溫度控制在50℃,較好的加熱方法是_______________________;氨水、硫酸鎂、碳酸氫銨三者反應(yīng),除生成MgCO3·nH2O沉淀外,同時(shí)生成的產(chǎn)物還有______________________________________。

(2)步驟2__________、洗滌,檢驗(yàn)沉淀A已洗滌干凈的方法是_____________________。

為測(cè)定碳酸鎂晶須產(chǎn)品中n的值,某興趣小組設(shè)計(jì)了如下裝置,并進(jìn)行了三次實(shí)驗(yàn)。(不考慮稀鹽酸的揮發(fā)性)

(3)裝置A中盛放的溶液是_____________。裝置D中盛放的固體是___________________,其作用是_________________________________。

(4)若三次實(shí)驗(yàn)測(cè)得每1.000g碳酸鎂晶須產(chǎn)生的CO2平均值為a mol,則n值為__________________(用含a的代數(shù)式表達(dá))。

(5)下列選項(xiàng)中,會(huì)造成實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏大的是____________(選填序號(hào))

①實(shí)驗(yàn)開(kāi)始,未先通空氣,即稱量裝置C; ②B中反應(yīng)結(jié)束后,沒(méi)有繼續(xù)通空氣;

③缺少裝置A; ④缺少裝置D;

裝置B中稀鹽酸的滴加速率過(guò)快;裝置C中的NaOH溶液濃度過(guò)大。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖為由石油制取汽油的裝置示意圖,根據(jù)圖示回答下列問(wèn)題。

(1)圖中的兩處明顯的錯(cuò)誤是________________、__________________

(2)A儀器的名稱是________,B儀器的名稱是________

(3)實(shí)驗(yàn)時(shí) A 中除加入石油外,還需加入少量__________,其作用是__________________。

(4)收集完汽油后,是先撤酒精燈還是先停冷凝水?

______________________________________________________________

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