Question

【題目】氮元素可以形成多種氫化物，如NH3、N2H4等。

（1）工業(yè)上，可用次氯酸鈉與氨反應制備N2H4（肼），副產(chǎn)物對環(huán)境友好，寫出反應的化學方程式________。

（2）工業(yè)上以NH3和CO2為原料合成尿素[CO(NH2)2]，反應的化學方程式為：2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(g)，該反應的平衡常數(shù)和溫度關系如圖所示：

①該反應的ΔH_____0（填“>”或“<”）。

②已知原料氣中的氨碳比[]為x，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率為a，在一定溫度和壓強下，a與x的關系如圖所示。a隨著x的增大而增大的原因是______。圖中A點處，NH3的平衡轉(zhuǎn)化率為__________。

（3）①在氨水加水稀釋的過程中，NH3·H2O的電離程度增大，的值_______。（填“增大”、“減小”或“不變”，）

②室溫下，amol/L的(NH4)2SO4溶液的pH=5，原因是_____（用離子方程式表示），該反應的平衡常數(shù)為______（用含a的數(shù)學表達式表示）。

Answer 1

【答案】2NH3＋NaClO＝N2H4＋NaCl＋H2O ＜ 增大c(NH3)，平衡正向移動，從而提高CO2的轉(zhuǎn)化率 42% 不變 NH4++H2ONH3·H2O+H+

【解析】

（1）由題，NH3和NaClO反應副產(chǎn)物對環(huán)境無污染，可知產(chǎn)物為NaCl和H2O，反應方程式為：2NH3＋NaClO＝N2H4＋NaCl＋H2O；

（2）①由表中數(shù)據(jù)可知，溫度越高，平衡常數(shù)越小，說明反應為放熱反應，即ΔH＜0；

②x增大說明NH3含量增加，即增大了c(NH3)，平衡正向移動，從而提高CO2的轉(zhuǎn)化率，故a隨著x的增大而增大；由圖A點處x=3，若假設原料氣中n(CO2) =1mol，則n(NH3)=3mol，又CO2的轉(zhuǎn)化率為63%，即CO2反應了0.63mol，由題給反應方程式可知NH3反應了1.26mol，所以NH3的轉(zhuǎn)化率為： ；

（3）①由題：，其中Kb表示NH3·H2O的電離平衡常數(shù)，Kw表示水的離子積常數(shù)，在溫度不變的情況下，數(shù)值不變，故的值不變；

②(NH4)2SO4溶液的pH=5，原因是NH4+發(fā)生水解，離子方程式為：NH4++H2ONH3·H2O+H+；amol/L的(NH4)2SO4溶液的pH=5，故c(H+)=10-5mol/L，故c(NH3·H2O)=10-5mol/L，又NH4+發(fā)生水解部分不計，故c(NH4+)=2amol/L，所以平衡常數(shù)為：