氮及其化合物在工农业生产和生命活动中起着重要作用。(1)氨气是一种重要的化工原料，氨态氮肥是常用的肥料。哈伯法...

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氮及其化合物在工农业生产和生命活动中起着重要作用。

(1)氨气是一种重要的化工原料，氨态氮肥是常用的肥料。

哈伯法合成氨技术的相关反应为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)   △H=-93kJ/mol，实际生产中，常用工艺条件：Fe作催化剂，控制温度773K、压强3.0×107Pa，原料气中N2和H2物质的量之比为1：2.8。

①合成氨技术是氮的固定的一种，属于______(选填“大气固氮”、“生物固氮”“人工固氮”)。

②合成氨反应常用铁触媒催化剂，下列关于催化剂的说法不正确的是_________。

A.可以加快反应速率           B.可以改变反应热

C.可以减少反应中的能耗      D.可以增加活化分子的数目

③关于合成氨工艺的下列理解，正确的是_________。

A.原料气中N2过量，是因N2相对易得，适度过量有利于提高H2的转化率

B.控制温度(773K)远高于室温，是为了保*尽可能高的平衡转化率和快的反应速率

C.当温度、压强一定时，在原料气(N2和H2的比例不变)中添加少量惰*气体，有利于提高平衡转化率

D.分离空气可得N2，通过天然气和水蒸气转化可得H2，原料气须经过净化处理，以防止催化剂中毒和安全事故发生

(2)肼(N2H4)是氮的*化物之一，其制备方法可用次***氧化过量的氨气。

①次***溶液显碱*，表示原理的离子方程式是_________________________。

②常温下，该水解反应的平衡常数为K=1.0×10-6mol/L，则1.0mol/LNaClO溶液的pH=____。

③肼与N2O4氧化反应生成N2和水蒸气。

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

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

请写出肼和N2O4反应的热化学反应方程式_________________________________。

(3)在NH4HCO3溶液中，反应NH4++HCO3-+H2ONH3·H2O+H2CO3的平衡常数K=_____。(已知常温下NH3·H2O的电离平衡常数Kb=2×10-5，H2CO3的电离平衡常数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与H2在催化剂存在时，在高温、高压条件下发生反应产生NH3，该反应属于氮的固定，是人工固氮；

②A.铁触媒是合成氨气的催化剂，由于降低了反应的活化能，使更多的分子变为活化分子，活化分子数增加，反应速率加快，A正确；

B.催化剂可以改变反应途径，但不能改变物质的始态和终态，因此不可以改变反应热，B错误；

C.由于催化剂不能改变物质的始态和终态，因此不能改变反应过程的能量变化，所以不能减少反应中的能耗，C错误；

D.由于催化剂可降低反应的活化能，使更多的普通分子变为活化分子，所以可以增加活化分子的数目，D正确；

故合理选项是BC；

③A.合成氨气中N2、H2反应的物质的量的比是1：3，加入的原料气中N2和H2物质的量之比为1：2.8，N2过量，是因N2相对易得，适度过量可以加快反应速率，由于增大了一种反应物的浓度，可以使化学平衡正向移动，从而可以使其它反应物的转化率提高，从而可提高H2的转化率，A正确；

B.控制温度(773K)远高于室温，主要是因为在此温度下催化剂的活*最大，由于该反应的正反应是放热反应，所以升高温度，化学平衡逆向移动，反应物平衡转化率降低，B错误；

C.当温度、压强一定时，在原料气(N2和H2的比例不变)中添加少量惰*气体，由于不能改变任何一种反应物的浓度，因此对物质平衡转化率无影响，C错误；

D.空气的主要成分是N2、O2，分离空气可得N2，通过天然气和水蒸气转化可得H2，原料气N2、H2必须经过净化处理，以防止催化剂中毒导致失去催化活*及发生安全事故发生，D正确；

故合理选项是AD；

(2)①次***是强碱弱*盐，在溶液中ClO-会发生水解反应：ClO-+H2OHClO+OH-，最终达到平衡时，溶液中c(OH-)>c(H+)，所以溶液显碱*；

②ClO-的水解平衡常数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，则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)反应NH4++HCO3-+H2ONH3·H2O+H2CO3的平衡常数K==1.25×10-3。

知识点：氮和*

题型：填空题