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)ΔH=QkJ/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 人工固氮人工固氮(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 BB。
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 ADAD。
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,是为了保证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)中添加少量惰性气体,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)是氮的氢化物之一,其制备方法可用次氯酸钠氧化过量的氨气。
①次氯酸钠溶液显碱性,表示原理的离子方程式是 ClO-+H2O⇌HClO+OH-ClO-+H2O⇌HClO+OH-。
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约为 1111。
③肼与N2O4氧化反应生成N2和水蒸气。
已知:N2(g)+2O2(g)=N2O4(l)ΔH=-19.5kJ/mol
N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)ΔH=-534.2kJ/mol
请写出肼和N2O4反应的热化学反应方程式 2N2H4(l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(g)ΔH=-1048.9kJ/mol2N2H4(l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(g)ΔH=-1048.9kJ/mol。
(3)已知常温下NH3•H2O的电离平衡常数Kb=1.75×10-5,H2CO3的电离平衡常数Ka1=4.4×10-7,Ka1=4.7×10-11,请回答NH4HCO3溶液呈 碱碱性(填酸、碱或中),分析原因 NH4+水解程度小于HCO3-水解程度NH4+水解程度小于HCO3-水解程度。
【答案】人工固氮;B;AD;ClO-+H2O⇌HClO+OH-;11;2N2H4(l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(g)ΔH=-1048.9kJ/mol;碱;NH4+水解程度小于HCO3-水解程度
【解答】
【点评】
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A.2种 B.3种 C.4种 D.4种以上
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2H2O(1)2H2(g)+O2(g)△H 1 2H2O(1)通电2H2(g)+O2(g)△H2光照催化剂
以上反应的△H1
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