氮及其化合物在工農業生產和生命活動中起着重要作用。(1)氨氣是一種重要的化工原料，氨態氮肥是常用的肥料。哈伯法...

問題詳情：

氮及其化合物在工農業生產和生命活動中起着重要作用。

(1)氨氣是一種重要的化工原料，氨態氮肥是常用的肥料。

哈伯法合成氨技術的相關反應為:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)   △H=-93kJ/mol，實際生產中，常用工藝條件：Fe作催化劑，控制温度773K、壓強3.0×107Pa，原料氣中N2和H2物質的量之比為1：2.8。

①合成氨技術是氮的固定的一種，屬於______(選填“大氣固氮”、“生物固氮”“人工固氮”)。

②合成氨反應常用鐵觸媒催化劑，下列關於催化劑的説法不正確的是_________。

A.可以加快反應速率           B.可以改變反應熱

C.可以減少反應中的能耗      D.可以增加活化分子的數目

③關於合成氨工藝的下列理解，正確的是_________。

A.原料氣中N2過量，是因N2相對易得，適度過量有利於提高H2的轉化率

B.控制温度(773K)遠高於室温，是為了保*儘可能高的平衡轉化率和快的反應速率

C.當温度、壓強一定時，在原料氣(N2和H2的比例不變)中添加少量惰*氣體，有利於提高平衡轉化率

D.分離空氣可得N2，通過天然氣和水蒸氣轉化可得H2，原料氣須經過淨化處理，以防止催化劑中毒和安全事故發生

(2)肼(N2H4)是氮的*化物之一，其製備方法可用次***氧化過量的氨氣。

①次***溶液顯鹼*，表示原理的離子方程式是_________________________。

②常温下，該水解反應的平衡常數為K=1.0×10-6mol/L，則1.0mol/LNaClO溶液的pH=____。

③肼與N2O4氧化反應生成N2和水蒸氣。

已知：N2(g)+2O2(g)=N2O4(l)   △H=-19.5kJ/mol

N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)   △H=-534.2kJ/mol

請寫出肼和N2O4反應的熱化學反應方程式_________________________________。

(3)在NH4HCO3溶液中，反應NH4++HCO3-+H2ONH3·H2O+H2CO3的平衡常數K=_____。(已知常温下NH3·H2O的電離平衡常數Kb=2×10-5，H2CO3的電離平衡常數Ka1=4×10-7)。

【回答】

【*】人工固氮    BC    AD    ClO-+H2OHClO+OH-    11    2N2H4(l)+N2O4(g)=3N2(g)+4H2O(g)   △H=-1048.9kJ/mol    1.25×103   

【解析】 (1)①N2與H2在催化劑存在時，在高温、高壓條件下發生反應產生NH3，該反應屬於氮的固定，是人工固氮；

②A.鐵觸媒是合成氨氣的催化劑，由於降低了反應的活化能，使更多的分子變為活化分子，活化分子數增加，反應速率加快，A正確；

B.催化劑可以改變反應途徑，但不能改變物質的始態和終態，因此不可以改變反應熱，B錯誤；

C.由於催化劑不能改變物質的始態和終態，因此不能改變反應過程的能量變化，所以不能減少反應中的能耗，C錯誤；

D.由於催化劑可降低反應的活化能，使更多的普通分子變為活化分子，所以可以增加活化分子的數目，D正確；

故合理選項是BC；

③A.合成氨氣中N2、H2反應的物質的量的比是1：3，加入的原料氣中N2和H2物質的量之比為1：2.8，N2過量，是因N2相對易得，適度過量可以加快反應速率，由於增大了一種反應物的濃度，可以使化學平衡正向移動，從而可以使其它反應物的轉化率提高，從而可提高H2的轉化率，A正確；

B.控制温度(773K)遠高於室温，主要是因為在此温度下催化劑的活*最大，由於該反應的正反應是放熱反應，所以升高温度，化學平衡逆向移動，反應物平衡轉化率降低，B錯誤；

C.當温度、壓強一定時，在原料氣(N2和H2的比例不變)中添加少量惰*氣體，由於不能改變任何一種反應物的濃度，因此對物質平衡轉化率無影響，C錯誤；

D.空氣的主要成分是N2、O2，分離空氣可得N2，通過天然氣和水蒸氣轉化可得H2，原料氣N2、H2必須經過淨化處理，以防止催化劑中毒導致失去催化活*及發生安全事故發生，D正確；

故合理選項是AD；

(2)①次***是強鹼弱*鹽，在溶液中ClO-會發生水解反應：ClO-+H2OHClO+OH-，最終達到平衡時，溶液中c(OH-)>c(H+)，所以溶液顯鹼*；

②ClO-的水解平衡常數K==1.0×10-6mol/L，c2(OH-)=1.0mol/L×1.0×10-6mol/L=1.0×10-6mol2/L2，所以c(OH-)=1.0×10-3mol/L，則c(H+)==1.0×10-11mol/L，所以溶液的pH=11；

③(i)N2(g)+2O2(g)=N2O4(l)   △H=-19.5kJ/mol

(ii)N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)   △H=-534.2kJ/mol

(ii)×2-(i)，整理可得2N2H4(l)+N2O4(g)=3N2(g)+4H2O(g)   △H=-1048.9kJ/mol

(3)反應NH4++HCO3-+H2ONH3·H2O+H2CO3的平衡常數K==1.25×10-3。

知識點：氮和*

題型：填空題