题目内容

【题目】NH3是一种重要的化工原料。
(1)不同温度、压强下.合成该平衡体系NH3的物质的量分数如图 (N2和H2的起始物质的量之比为1:3)。

①分析图中数据,升高温度,该反应的平衡常数K值____(填“增大”“减小”或“不变”)。

②如果开始时向密闭容器中投入1.0mol N2 和3.0mol H2,则在500℃、3×107Pa条件下达到平衡时N2 的平衡转化率=_______。(保留两位有效数字)

③液氨和水颇为相像,它能溶解多种无机及有机分子,其电离方程式可表示为2NH3 NH4++ NH2一(某温度下其离子积常数为10-30)。液氨中的pNH4与水中的pH相似,则该温度下液氨的pNH4=____。

(2)以氨气代替氢气研发氨清洁燃料电池是当前科研的一个热点。氨燃料电池使用的电解质溶液是KOH溶液。该电池负极的电极反应式为_________________。

(3)NH3也是造成水体富营养化的重要因素之一,用次氯酸钠水解生成的次氯酸将水中的NH3转化为氮气除去,其相关反应的热化学方程式如下:

反应I: NH3 (aq)+HClO(aq)=NH2Cl(aq)+H2O(l) △H1=akJ/mol;

反应II :NH2Cl(aq)+HClO(aq)=NHCl2(aq) +H2O(l) △H2=bkJ/mol;

反应III: 2NHCl2(aq) +H2O(l)=N2(g)+HClO( aq)+3HCl( aq) △H3=ckJ/mol。

①2NH3(aq)+3HClO(aq)==N2 (g)+3HCl(aq)+3H2O(l) △H=________kJ/mol

②已知在水溶液中NH2Cl较稳定,NHCl2不稳定易转化为氮气。在其他条件不变的情况下,改变对溶液中次氯酸钠去氨氮效果与余氯(溶液中+1价氯元素的含量)的影响如图所示。a点之前溶液中发生的主要反应为_______(填序号)。

A.反应I、I I B.反应I

③除氨氮过程中最佳的值约为______________。

【答案】 减小 41% 15 2NH3 6e + 6OH=N2 + 6H2O 2a+2b+c B 1.5

【解析】(1)考查化学平衡常数、转化率的计算、pH的计算,①根据图,随着温度的升高,NH3的质量分数减小,说明正反应方向是放热反应,即升高温度,平衡常数K减小;②

N2+3H22NH3

起始: 1 3 0

变化: x 3x 2x

平衡:1-x 3-3x 2x ,500℃、3×107Pa时NH3的质量分数为0.26,即2x/(1-x+3-3x+2x)=0.26,解得x=0.41,即N2的转化率为41%;③根据水的离子积,c(NH4+)×c(NH2-)=10-30,且c(NH4+)=c(NH2-),推出c(NH4+)=10-15mol·L-1,因此该温度下pNH4=15;(2)考查电极反应式的书写,因为是清洁能源,因此NH3→N2,根据原电池的工作原理,NH3在负极上参与反应,电解质为KOH溶液,因此负极反应式为2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O;(3)考查热化学反应方程式的计算、化学反应条件的选择,①反应I×2+反应II×2+反应III,得出:目标方程式的△H=(2a+2b+c)kJ·mol-1;②a点之前,次氯酸的量少,氨气的量多,因此发生反应I,故选项B正确;③去除率较高,同时余氯量最少,图像中符合的比值为1.5。

练习册系列答案
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PCl3、POCl3的部分性质如下:

熔点/℃

沸点/℃

其他

PCl3

-112

75.5

遇水生成H3PO3和HCl

POCl3

2

105.3

遇水生成H3PO4和HCl

某兴趣小组模拟该工艺设计实验装置如下(某些夹持装置、加热装置已略去) :

(1)仪器a 的名称为_______________,B装置中长颈漏斗的作用是___________________。

(2)装置E用来制取Cl2,反应的离子方程式为_____________________。

(3)为使实验顺利进行,还需补充的装置为____________________。

(4)反应时,需严格控制三个条件:

①先制取___________,缓慢地通入C 中,直至C 中的白磷消失后,再通入另一种气体。

②C装置用水浴加热控制温度为60 ℃~65℃,除加快反应速率外,另一目的是___________________。

③反应物必须干燥,否则会在C 装置中产生大量的白雾,其主要成分为___________(写化学式)。

(5)反应结束后通过下面步骤测定POCl3产品中Cl 的含量,元素Cl 的质量分数为_______________(写出计算式)。

Ⅰ.取xg产品于锥形瓶中,加入足量NaOH 溶液,POCl3完全反应后加稀硝酸至酸性;

Ⅱ.向锥形瓶中加入0.1000 mol/L 的AgNO3 溶液40.00 mL,使Cl-完全沉淀;

Ⅲ.再向锥形瓶中加入20mL硝基苯,振荡,使沉淀表面被有机物覆盖;

Ⅳ.然后加入指示剂,用c mol/LNH4SCN溶液滴定过量Ag+ 至终点,记下所用体积为VmL。

(己知:AgPO4溶于酸,Ksp(AgCl )=32×10-10,Ksp(AgSCN )=2×10-12)

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