Question

【题目】NH3可用于制氮肥尿素、碳铵等、HNO3、铵盐、纯碱，还可用于制合成纤维、塑料、染料等。回答下列问题：

(1)传统的联氨(N2H4)合成方法是用NaClO溶液氧化NH3得到，反应的化学方程式为________________。联氨的电子式为________________。

(2)已知①N2(g)+3H2(g)2NH3(g) H=-92.4kJ/mol，②N2H4(l)+O2(g)N2(g)+2H2O(l) H=-624kJ/mol，则反应2NH3(g) +2H2O(l)N2H4(l)+O2(g) +3H2(g)的H=________，该反应的平衡常数表达式为________________，在常温下该反应________(填“能”或“不能”)自发进行。为了提高N2H4的产率，下列措施可行的是____________________。

A.增加H2O(l)的量B.增大压强C.降低温度 D.及时导出O2

(3)现在采用电解法合成氨，在电解法合成氨的过程中，用石墨作电极，阳极通入________________，阴极通入________________，阴极的电极反应式为________________。

Answer 1

【答案】NaClO+2NH3=NaCl+N2H4+H2O +716.4kJ/mol 不能 D H2 N2 N2+6H++6e-=2NH3

【解析】

(1)NaClO氧化NH3得到N2H4，N元素化合价由-3升为-2，Cl元素化合价由+1降为-1，根据得失电子守恒写出反应的化学方程式为NaClO+2NH3=NaCl+N2H4+H2O，联氨的电子式为；

(2)根据盖斯定律计算；平衡常数表达式K=；根据综合判据判断反应方向；

A.在常温下，氨气和水反应生成氨水，增加H2O(l)的量，平衡不移动，N2H4的产率不变；

B.反应体系中，反应物气体的计量数小于生成物气体计量数的和，则增大压强平衡逆向移动，N2H4的产率降低；

C.该反应为吸热反应，降低温度，平衡逆向移动，N2H4的产率降低；

D.及时导出O2，平衡向正反应方向移动，N2H4的产率升高；

(3)电解法合成氨，阳极发生氧化反应，应通入氢气，阴极发生还原反应，应通入氮气。

(1)NaClO氧化NH3得到N2H4，N元素化合价由-3升为-2，Cl元素化合价由+1降为-1，根据得失电子守恒写出反应的化学方程式为NaClO+2NH3=NaCl+N2H4+H2O，联氨的电子式为；

(2)已知①N2(g)+3H2(g)2NH3(g) H=-92.4kJ/mol，②N2H4(l)+O2(g)N2(g)+2H2O(l) H=-624kJ/mol，2NH3(g) +2H2O(l)N2H4(l)+O2(g) +3H2(g) ③，根据盖斯定律③=-(①+②) H=92.4+624=+716.4 kJ/mol；

平衡常数表达式K=；

该反应为熵增的吸热反应，H>0，S>0，则在常温下，H-TS>0，反应不能自发进行；

A.在常温下，氨气和水反应生成氨水，增加H2O(l)的量，平衡不移动，N2H4的产率不变，A错误；

B.反应体系中，反应物气体的计量数小于生成物气体计量数的和，则增大压强平衡逆向移动，N2H4的产率降低，B错误；

C.该反应为吸热反应，降低温度，平衡逆向移动，N2H4的产率降低，C错误；

D.及时导出O2，平衡向正反应方向移动，N2H4的产率升高，D正确；

答案为D；

(3)电解法合成氨，阳极发生氧化反应，应通入氢气，阴极发生还原反应，应通入氮气，阴极的电极反应方程式为N2+6H++6e-=2NH3。