Question

20．氨氣及其相關(guān)產(chǎn)品是基本化工原料，在化工領(lǐng)域中具有重要的作用．
（1）以鐵為催化劑，0.6mol氮?dú)夂?.8mol氫氣在恒溫、容積恒定為1L的密閉容器中反應(yīng)生成氨氣，20min后達(dá)到平衡，氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量為0.3mol．
該反應(yīng)體系未達(dá)到平衡時(shí)，增大壓強(qiáng)對(duì)逆反應(yīng)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(qiáng)還原性，可通過(guò)NH₃和NaClO反應(yīng)制得，寫(xiě)出該制備反應(yīng)的化學(xué)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(jí)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?dú)夂退�，放出熱�?24kJ，則N₂H₄（l）的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱的熱化學(xué)方程式N₂H₄（l）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（l）△H=-624KJ/mol
（3）科學(xué)家改進(jìn)了NO₂轉(zhuǎn)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(zhì)量比和O₂的用量，能制備出高濃度的硝酸．

實(shí)際操作中，增大N₂O₄，對(duì)此請(qǐng)給出合理解釋提高了N₂O₄的濃度，有利于平衡向正方向移動(dòng)，得到高濃度的硝酸．

Answer 1

分析 （1）對(duì)于有氣體參加的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)正逆反應(yīng)速率都加快；
（2）①NaClO溶液和NH₃發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成氯化鈉和肼，根據(jù)反應(yīng)物和生成物寫(xiě)出反應(yīng)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(jì)算；
③根據(jù)肼和反應(yīng)熱的關(guān)系計(jì)算出其燃燒熱，并寫(xiě)出其相應(yīng)的熱化學(xué)方程式；
（3）根據(jù)反應(yīng)2N₂O₄+2H₂O+O₂=4HNO₃，提高了N₂O₄的濃度，根據(jù)濃度對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)的影響分析．

解答 解：（1）對(duì)于有氣體參加的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)正逆反應(yīng)速率都加快，所以增大壓強(qiáng)逆反應(yīng)速率加快，故答案為：增大；
（2）①該反應(yīng)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(shí)還有水生成，所以該反應(yīng)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(zhì)的量為1mol，1molN₂H₄在氧氣中完全燃燒生成氮?dú)夥懦鰺崃?24kJ，所以其熱化學(xué)反應(yīng)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(dòng)，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(dòng)，得到高濃度的硝酸．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了化學(xué)平衡的有關(guān)計(jì)算、電離常數(shù)及其計(jì)算工藝流程圖的分析應(yīng)用等，題目難度中等，側(cè)重于考查學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的綜合應(yīng)用能力和計(jì)算能力．