Question

（12分）氮元素可以形成多種氫化物，如NH3、N2H4等。

（1）據(jù)報(bào)道，2016年中國(guó)將發(fā)射“天宮二號(hào)”空間實(shí)驗(yàn)室，并發(fā)射“神舟十一號(hào)”載人飛船和“天舟一號(hào)”貨運(yùn)飛船，與“天宮二號(hào)”交會(huì)對(duì)接�；鸺�升空需要高能燃料，通常用肼(N2H4)作燃料，N2O4作氧化劑。已知

N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H=+180.7kJ?mol-1

2NO（g）+O2（g）=2NO2（g）△H=-113.0kJ?mol-1

N2H4（g）+O2（g）=N2（g）+2H2O（g）△H=-534.0kJ?mol-1

2NO2（g）N2O4（g）△H=-52.7kJ?mol-1

寫(xiě)出氣態(tài)肼在氣態(tài)四氧化二氮中燃燒生成氨氣和氣態(tài)水的熱化學(xué)方程式：______________．

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

T/℃	165	175	185	195
K	111.9	74.1	50.6	34.8

①該反應(yīng)的△H 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(qiáng)下，a與x的關(guān)系如下圖所示。a隨著x的增大而增大的原因是__________。圖中A點(diǎn)處，NH3的平衡轉(zhuǎn)化率為_(kāi)_________。

（3）①在氫水加水稀釋的過(guò)程中，NH3·H2O的電離程度____（填“增大”、“減小”或“不變”，下同），的值__________。

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(yīng)的平衡常數(shù)為_(kāi)_________（用含a的數(shù)學(xué)表達(dá)式表示）。

Answer 1

（1）2N2H4(g)+N2O4(g)3N2(g)+4H2O(g) ΔH=-1 083.0 kJ·mol-1（2分）

（2）①＜（1分） ②增大c(NH3)，平衡正向移動(dòng)，從而提高CO2的轉(zhuǎn)化率（1分）42%（2分）

（3）①增大（1分） 不變（1分） ②NH4++H2ONH3·H2O+H+（2分）

或（2分）

【解析】

試題分析：（1）由①N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H=+180.7kJ?mol-1

②2NO（g）+O2（g）=2NO2（g）△H=-113.0kJ?mol-1

③N2H4（g）+O2（g）=N2（g）+2H2O（g）△H=-534.0kJ?mol-1

④2NO2（g）N2O4（g）△H=-52.7kJ?mol-1

根據(jù)蓋斯定律可知?×2-④-?-?得2N2H4（g）+N2O4（g）=3N2（g）+4H2O（g），

△H=（-534.0kJ?mol-1）×2-（-52.7kJ?mol-1）-（180.7kJ?mol-1）-（-113.0kJ?mol-1）=-1083.0 kJ?mol-1，

即熱化學(xué)方程式為2N2H4（g）+N2O4（g）=3N2（g）+4H2O（g）△H=-1083.0 kJ?mol-1；（2）①隨著溫度升高，K值減小，正反應(yīng)方向?yàn)榉艧�，ΔH<0；②根據(jù)題給圖象分析，增大氨氣濃度平衡正向進(jìn)行，從而提高二氧化碳的轉(zhuǎn)化率；A點(diǎn)處x=3，原料氣中的NH3和CO2的物質(zhì)的量之比為3，二氧化碳轉(zhuǎn)化率為63%，假設(shè)氨氣為3mol，二氧化碳為1mol，則反應(yīng)的二氧化碳為0.63mol，依據(jù)化學(xué)方程式

2NH3（g）+CO2（g）CO（NH2）2（l）+H2O（l）反應(yīng)的氨氣為1.26mol，NH3的平衡轉(zhuǎn)化率=1.26mol÷3mol×100%=42% ；（3）①在氨水加水稀釋的過(guò)程中，氨水的電離程度增大，電離平衡常數(shù)K值只與溫度有關(guān)，不變；②室溫下，amol/L的(NH4)2SO4溶液的pH=5，原因是銨根發(fā)生了水【解析】
NH+H2ONH3·H2O+H+；該反應(yīng)的平衡常數(shù)為K=C(NH3·H2O)·C(H+)/C(NH4+)=

考點(diǎn)：考查蓋斯定律、熱方程式的書(shū)寫(xiě)，化學(xué)平衡常數(shù)及化學(xué)平衡的圖像和計(jì)算，弱電解質(zhì)的電離和鹽類(lèi)的水解。