Question

20．氨氣及其相關產(chǎn)品是基本化工原料，在化工領域中具有重要的作用．
（1）以鐵為催化劑，0.6mol氮氣和1.8mol氫氣在恒溫、容積恒定為1L的密閉容器中反應生成氨氣，20min后達到平衡，氮氣的物質的量為0.3mol．
該反應體系未達到平衡時，增大壓強對逆反應速率的影響是增大（填增大、減少或不變）．
（2）①N₂H₄是一種高能燃料，有強還原性，可通過NH₃和NaClO反應制得，寫出該制備反應的化學方程式NaClO+2NH₃=N₂H₄+NaCl+H₂O
②N₂H₄的水溶液呈弱堿性，室溫下其電離常數(shù)K₁=1.0×10^-6，則0.01mol•L^-1 N₂H₄水溶液的pH等于10
（忽略N₂H₄的二級電離和H₂O的電離）．
③已知298K和101KPa條件下，32.0gN2H4在氧氣中完全燃燒生成氮氣和水，放出熱量624kJ，則N₂H₄（l）的標準燃燒熱的熱化學方程式N₂H₄（l）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（l）△H=-624KJ/mol
（3）科學家改進了NO₂轉化為HNO₃的工藝（如虛框所示），在較高的操作壓力下，提高N₂O₄/H₂O的質量比和O₂的用量，能制備出高濃度的硝酸．

實際操作中，增大N₂O₄，對此請給出合理解釋提高了N₂O₄的濃度，有利于平衡向正方向移動，得到高濃度的硝酸．

Answer 1

分析 （1）對于有氣體參加的反應，增大壓強正逆反應速率都加快；
（2）①NaClO溶液和NH₃發(fā)生氧化還原反應生成氯化鈉和肼，根據(jù)反應物和生成物寫出反應方程式；
②電離方程式為N₂H₄+H₂O?N₂H₅⁺+OH^-，根據(jù)K=$\frac{c（{N}_{2}{{H}_{5}}^{+}）×c（O{H}^{-}）}{c（{N}_{2}{H}_{4}）}$計算；
③根據(jù)肼和反應熱的關系計算出其燃燒熱，并寫出其相應的熱化學方程式；
（3）根據(jù)反應2N₂O₄+2H₂O+O₂=4HNO₃，提高了N₂O₄的濃度，根據(jù)濃度對化學平衡移動的影響分析．

解答 解：（1）對于有氣體參加的反應，增大壓強正逆反應速率都加快，所以增大壓強逆反應速率加快，故答案為：增大；
（2）①該反應中，次氯酸鈉被氨氣含有生成氯化鈉，氨氣被氧化生成肼，同時還有水生成，所以該反應方程式為：NaClO+2NH₃=N₂H₄+NaCl+H₂O；
故答案為：NaClO+2NH₃=N₂H₄+NaCl+H₂O；
②電離方程式為N₂H₄+H₂O?N₂H₅⁺+OH^-，室溫下其電離常數(shù)K₁≈1.0×10^-6，則0.01mol•L^-1N₂H₄水溶液中c（N₂H₅⁺）≈c（OH^-），
K=$\frac{c（{N}_{2}{{H}_{5}}^{+}）×c（O{H}^{-}）}{c（{N}_{2}{H}_{4}）}$=$\frac{{c}^{2}（O{H}^{-}）}{0.01}$=1.0×10^-6，所以c（OH^-）=10^-4mol/L，則c（H⁺）=10^-10mol/L，則溶液的pH=10；
故答案為：10；
③32.0g肼的物質的量為1mol，1molN₂H₄在氧氣中完全燃燒生成氮氣放出熱量624kJ，所以其熱化學反應方程式為：N₂H₄（l）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（l）△H=-624KJ/mol，
故答案為：N₂H₄（l）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（l）△H=-624KJ/mol；
（3）2N₂O₄+2H₂O+O₂=4HNO₃，則提高了N₂O₄的濃度，有利于平衡向正方向移動，得到高濃度的硝酸；
故答案為：提高了N₂O₄的濃度，有利于平衡向正方向移動，得到高濃度的硝酸．

點評 本題考查了化學平衡的有關計算、電離常數(shù)及其計算工藝流程圖的分析應用等，題目難度中等，側重于考查學生對基礎知識的綜合應用能力和計算能力．