氨和肼(N2H4)是氮的两种常见化合物.在科学技术和生产中有广泛应用.回答下列问题:(l)已知:N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=
科技前沿:纳米技术在材料科学和生物医学中有广泛应用 #生活常识# #科技前沿#
分析 (1)①由图可知,A为氢气,C为氮气,B为氨气,平衡时各组分的平衡浓度,c(H2)=3mol/L、c(N2)=1mol/L、c(NH3)=2mol/L,代入平衡常数表达式计算;
②降低温度,平衡向放热反应方向移动,也就量向平衡向氨气浓度增大的方向移动,平衡移动过程中N2浓度变化了0.5mol/L,则氨气浓度变化1mol/L,由此作出图象;
③结合热化学方程式和盖斯定律计算得到所需热化学方程式;
(2)①NaClO溶液和NH3发生氧化还原反应生成氯化钠和肼,次氯酸钠具有强氧化性,N2H4是一种高能燃料具有还原性分析;
②次氯酸钠被氨气含有生成氯化钠,氨气被氧化生成肼,同时还有水生成,结合反应化学方程式分析反应历程;
③将0.2mol/L N2H4•H2O溶液与0.1mol/L HCl溶液等体积混合,得到等量的N2H4•H2O、N2H5C1,浓度为0.05mol/L,平衡常数不随温度变化,结合平衡常数计算.
解答 解:(1)①由图可知,A为氢气,C为氮气,B为氨气,平衡时各组分的平衡浓度,c(H2)=3mol/L、c(N2)=1mol/L、c(NH3)=2mol/L,该温度下反应2NH3(g)?N2(g)+3H2(g)的平衡常数K=33×122=6.75,
故答案为:6.75;
②降低温度,平衡向放热反应方向移动,也就量向平衡向氨气浓度增大的方向移动,平衡移动过程中N2浓度变化了0.5mol/L,则氨气浓度变化1mol/L,由此作出图象为:
(,
故答案为:;
③Ⅰ.N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-92.4kJ•mol-1
Ⅱ.2N2(g)+6H2O(l)?4NH3(g)+3O2(g)△H=+1530.0KJ/mol,
盖斯定律计算(Ⅰ×2-Ⅱ)×16得到H2(g)+12O2(g)=H2O(l),△H=-285.8KJ/mol,
故答案为:-285.8KJ/mol;
(2)①N2H4是一种高能燃料具有还原性,通常用NaClO与过量NH3反应制得,该反应中,次氯酸钠被氨气含有生成氯化钠,氨气被氧化生成肼,同时还有水生成,所以该反应方程式为:NaClO+2NH3=N2H4+NaCl+H2O,次氯酸钠过量会氧化N2H4生成氮气,
故答案为:过量的NaClO可能将N2H4氧化为N2;
②该反应中,次氯酸钠被氨气含有生成氯化钠,氨气被氧化生成肼,同时还有水生成,所以该反应方程式为:NaClO+2NH3=N2H4+NaCl+H2O,已知第一步:NH3+ClO-═OH-+NH2Cl,第二步离子方程式NH3+NH2Cl+OH-=N2H4+Cl-+H2O,
故答案为:NH3+NH2Cl+OH-=N2H4+Cl-+H2O;
③N2H4易溶于水,是与氨相类似的弱碱,电离方程式为:N2H4+H2O?N2H5++OH-,己知其常温下电离常数K1=1.0×10-6,常温下,将0.2mol/L N2H4•H2O与0.lmol/L,盐酸等体积混合(忽略体积变化).得到等量的N2H4•H2O、N2H5C1,浓度为0.05mol/L,
平衡常数K=c(OH−)c(N2H5+)c(N2H4)=1.0×10-6,c(OH-)=10-6mol/L,c(H+)=10−1410−6=10-8mol/L,
则此时溶液的PH等于8,
故答案为:8.
点评 本题考查较综合,涉及知识点较多,注意通过图象分析化学反应速率、化学平衡及计算问题,需要学生较强的观察能力及思维能力,题目难度中等.
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