Question

【題目】氨和肼（N2H4）是氮的兩種常見化合物，在科學技術和生產中有廣泛應用。回答下列問題：

（1）已知：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH＝-92.4kJ·mol-1

在恒溫、恒容的密閉容器中，合成氨反應的各物質濃度的變化曲線如圖所示。

① 計算在該溫度下反應2NH3(g) N2(g)+3H2(g)的平衡常數K=________。

② 在第25min末，保持其它條件不變，若將溫度降低，在第35min末再次達到平衡。在平衡移動過程中N2濃度變化了0.5mol/L，請在圖中畫出25-40minNH3濃度變化曲線。________

③ 已知：2N2(g)+6H2O(l) 4NH3(g)+3O2（g）△H=+1530.0KJ/mol則氫氣的熱值為_____。

（2）① N2H4是一種高能燃料具有還原性，通常用NaClO與過量NH3反應制得，請解釋為什么用過量氨氣反應的原因：__________

② 用NaClO與NH3 制N2H4的反應是相當復雜的，主要分為兩步：

已知第一步：NH3+ClO-=OH-+NH2Cl

請寫出第二步離子方程式：__________________

③ N2H4易溶于水，是與氨相類似的弱堿，己知其常溫下電離常數K1=1.0×10-6，常溫下，將0.2 mol/L N2H4·H2O與0.lmol/L，鹽酸等體積混合（忽略體積變化）。則此時溶液的PH等于________（忽略N2H4的二級電離）。

Answer 1

【答案】 6.75 142.9 kJ ·gˉ1 過量的NaClO可能將N2H4氧化為N2（合理即可） NH3+NH2Cl+OH－＝N2H4+Cl－+H2O 8

【解析】(l)① 圖中A與C的變化濃度之比為3:1，即A為H2，C為N2，B為NH3，平衡時c(H2)為3.0mol/L，c(N2)為1.0mol/L，c(NH3)為2.0mol/L，在該溫度下反應2NH3(g) N2(g)+3H2(g)的平衡常數K==6.75；

②在第25min末，保持其它條件不變，因反應N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH＝-92.4kJ·mol-1正方向放熱，若將溫度降低，平衡正向移動，氨的濃度增大，NH3濃度變化曲線為；

③ 已知：①2N2(g)+6H2O(l) 4NH3(g)+3O2(g)△H=+1530.0KJ/mol、②N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH＝-92.4kJ·mol-1則[②×2-①]÷6可得H2(g) +O2(g)=H2O(l) ，ΔH＝[(-92.4kJ·mol-1)×2-(+1530.0KJ/mol)]÷6=-285.8kJ ·molˉ1，即2g氫氣完全燃燒放出的熱量為285.8kJ ，則氫氣的熱值為142.9 kJ ·gˉ1；

(2)① NaClO有強氧化性，如果NaClO過量能將N2H4氧化為N2，則通常用NaClO與過量NH3反應制N2H4，防N2H4被NaClO氧化；

②NaClO與NH3制N2H4的總反應是NaClO+2NH3=N2H4+NaCl+H2O，總離子反應方程式為ClO-+2NH3=N2H4+Cl-+H2O，則第二步離子方程式可有總反應離子方程減去第一步：NH3+ClO-=OH-+NH2Cl 得NH3+NH2Cl+OH－＝N2H4+Cl－+H2O ；

③若將0.2mo1L-1N2H4H2O溶液與0.1molL-1HCl溶液等體積混合，得到物質的濃度相等N2H5C1和N2H4H2O，N2H5++H2ON2H4H2O+H+，c(H+)==mol/L=1×10-8mol/L，pH=8。