题目内容
【题目】氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要应用。
(1)氯胺[NH2Cl(g)]是一种长效缓释含氯消毒剂,有缓慢而持久的杀菌作用,试写出其杀菌过程中与水反应的化学方程式________________。
(2)羟胺(NH2OH)是有机合成的常见还原剂。工业上可用硝酸．硫酸水溶液作电解质进行电解,在汞电极上NO3-可转化为NH2OH,以铂为另一极,则该电解反应的总化学方程式为________________。
(3)银氨溶液是检验醛基的重要试剂,其溶液中存在Ag(NH3)2+(aq)
Ag+(aq)+2NH3(aq)。常温下,反应AgCl(s)+2NH3(aq)Ag(NH3)2+(aq)+Cl-(aq)的化学平衡常数K=1.94×10-3,且Ksp(AgCl)=1.76×10-10,则K[Ag(NH3)2+]=________________。
(4)水合肼(N2H4·H2O)常用作锅炉水的除氧剂。N2H4·H2O为二元弱碱，在水溶液中的一级电离方程式表示为N2H4·H2ON2H5++OH-。盐酸肼(N2H6Cl2)是一种可溶性盐，其第一步水解的离子方程式为________________,溶液中离子浓度由大到小的排列顺序为________________。
(5)氨是一种重要的氮肥。工业合成氨反应为：
N2(g)+ 
H2(g)NH3(g),该反应的活化能Ea1=254kJ/mol。
①查阅文献,相关化学键键能数据如下：
化学键 | H-H | N | N-H |
E/kJ·mol-1 | 436 | 946 | 391 |
则反应NH3(g)N2(g)+ H2(g)的活化能Ea2=________________。
②一定条件下,1molN2与3.6molH2在密闭容器中充分反应,测得放出的热量为13.8kJ,则H2的转化率为________________,为提高原料的利用率,工业合成氨应该采取的措施是=________________。
【答案】 NH2Cl+H2O
HClO+NH3(或NH2Cl+2H2OHClO+NH3·H2O) 2HNO3+2H2O
2NH2OH+3O2↑ 9.07×10-8 N2H62+N2H5++H+ c(Cl-)>c(N2H62+)>c(H+)>c(N2H5+)>c(OH-) 300kJ/mol 12.5% 循环操作(其它合理答案均得分)
【解析】（1）氯胺与水缓慢反应，NH2-与水电离出来的H+结合成氨气，Cl+与OH-结合生成强氧化性的物质HClO，该反应的化学方程式为NH2Cl+H2O
HClO+NH3(或NH2Cl+2H2OHClO+NH3·H2O)；正确答案：NH2Cl+H2OHClO+NH3(或NH2Cl+2H2OHClO+NH3·H2O)。
(2)NO3-可转化为NH2OH,发生还原反应，阴极反应为2NO3-+12e-+14H+ =2NH2OH+4H2O；阳极极反应：12OH--12e-=3O2↑+6H2O；两个极反应相加，得到该电解反应的总化学方程式为2HNO3+2H2O
2NH2OH+3O2↑；正确答案：2HNO3+2H2O2NH2OH+3O2↑。
(3)化学平衡常数K=1.94×10-3=c(Ag(NH3)2+)×c(Cl-)/c2(NH3)= c(Ag(NH3)2+)×c(Cl-)×c(Ag+)/c2(NH3) ×c(Ag+)=1.76×10-10×c(Ag(NH3)2+)/c2(NH3)，所以：c(Ag(NH3)2+)/c2(NH3)=1.94×10-3/1.76×10-10；K[Ag(NH3)2+]= c2(NH3)/ c(Ag(NH3)2+)=1.76×10-10/1.94×10-3=9.07×10-8；正确答案：9.07×10-8。
(4)N2H4·H2O为二元弱碱，所以盐酸肼(N2H6Cl2)为强酸弱碱盐，水解显碱性，其第一步水解的离子方程式为N2H62+N2H5++H+ ；溶液中离子浓度由大到小的排列顺序为c(Cl-)>c(N2H62+)>c(H+)>c(N2H5+)>c(OH-)；正确答案：N2H62+N2H5++H
(5) ①氨分解反应的ΔH=3×391-1/2×436-3/2×946=+46 kJ·mol-1；反应热(ΔH)等于正反应的活化能与逆反应的活化能之差，ΔH=Ea1-Ea2=254-Ea2=+46，Ea2=300kJ·mol-1；正确答案：300 kJ·mol-1。
②根据上述分析可知：N2(g)+ 3H2(g)2NH3(g)，ΔH=-92 kJ·mol-1，反应放出的热量为13.8kJ时，消耗氢气的量为3×13.8/92=0.45 mol, H2的转化率为0.45/3.6×100%=12.5%；为提高原料的利用率,工业合成氨应该采取的措施是工业合成氨为了提高原料的利用率，要采用循环操作，也就是把未反应的氮气、氢气从反应混合气中分离出来，重新送回反应器中；由于合成氨是气体体积减小的反应，为提高原料利用率，也可适当增大反应体系压强；正确答案：12.5% ； 循环操作(其它合理答案均得分)。
【题目】铁在生产生活中应用最广泛，炼铁技术和含铁新材料的应用倍受关注。
(1)高炉炼铁是冶炼铁的主要方法，发生的主要反应有:
反应 | △H(kJ/mol) | K |
i. Fe2O3(s)+3C(s) | +489 | K1 |
ii. Fe2O3(s)+3CO(g) | X | k2 |
iii. C(s)+CO2(g) | +172 | k3 |
试计算，X=____，K1、K2与K3之间的关系为__________________。
(2)T1℃时，向某恒温密闭容器中加入一定量的Fe2O3和C，发生反应i，反应达到平衡后，在t1时刻，改变某条件，V(逆)随时间(t)的变化关系如图1所示，则t1时刻改变的条件可能是_______(填写字母)。
a.保持温度不变，压缩容器 b.保持体积不变，升高温度
c.保持体积不变，加少量碳粉 d.保持温度体积不变，增大CO浓度
(3)在一定温度下，向某体积可变的恒压密闭容器(P总)加入1molCO2与足最的碳，发生反应iii，平衡时体系中气体体积分数与温度的关系如图2所示。
①650℃时，该反应达平衡后吸收的热量是__________。(计算时不考虑温度对△H的影响)
②T℃时，若向平衡体系中再充入一定量按v(CO2):V(CO)=5:4的混合气体，平衡______(填“正向”、”逆向”或“不”)移动。
③925℃时，用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp为_____。[气体分压(p分)=气体总压(p总)×体积分数，用某物质的平衡分压化替物质的量浓度也可以表示化学平衡常数，记作Kp]
(4)用原电池原理可以除去酸性废水中的三氯乙烯、AsO3-，其原理如图3所示(导电壳内部为纳米零价铁)。
在除污过程中，纳米零价铁中的Fe为原电池的____极(填“正”或“负”)，写出C2HCl3在其表面被还原为乙烷的电极反应式为____________________。
(5)NaHS可用于污水处理的沉淀剂。已知:25℃时，反应Hg2+(aq)+HS-(aq) 
HgS(s)+H+(aq)的平衡常数K=1.75×1038，H2S的电离平衡常数Ka1=1.0×10-7，Ka2=7.0×10-15。
①NaHS的电子式为____________________。
②Ksp(HgS)=_______________。
