Question

【題目】合理應用和處理含氮的化合物，在生產、生活中有重要意義。回答下列問題:

(1)在紫外光照射的條件下，氯氣與偏二甲肼[(CH3)2NNH2]可快速反應，偏二甲肼轉化為CH3OH和N2，該反應的化學方程式為______________________________。

(2)連二次硝酸(H2N2O2)是一種二元酸，可用于制N2O氣體。25℃時，連二次硝酸的電離常數Ka1＝6.17×10-8，Ka2＝2.88×10-12

①25℃時0.1molL-1NaHN2O2溶液中離子濃度由大到小的順序為____________________________。

②25℃時向0.1 molL-1連二次硝酸溶液中逐滴滴入NaOH溶液，當溶液的pH＝10時，C(N2O22-)/ C(H2N2O2)=________。

(3)亞硝酰氯可由NO與Cl2反應制得，反應原理為2NO(g)+ Cl2 (g)2C1NO(g)。按投料比n(NO)：n(Cl2) ＝2:1把NO和Cl2充入一恒壓的密閉容器中發生上述反應，NO的平衡轉化率與溫度T的關系如圖所示：

①該反應的△H_____(填“＞”“＜”或“＝”)0。

②M點時容器內NO的體積分數為____。

③若反應一直保持在P壓強條件下進行，則M點的平衡常數Kp=____________，(用含P的表達式表示)。

(4)工業上電解NO制備NH4NO3可以變廢為寶，其工作原理如圖所示、電解時陽極反應式為___________,為使電解產物全部轉化為NH4NO3，需要補充物質A，物質A化學式為__________。

Answer 1

【答案】2Cl2 + 2H2O + (CH3)2NNH2 = 2CH3OH + N2 + 4HCl c(Na+) > c(HN2O2－) > c(OH－) > c(H+) > c(N2O22－) 17.8 < 40% NO － 3e－ +2 H2O = 4H+ +NO3－ NH3

【解析】

(1)氯氣與偏二甲肼[(CH3)2NNH2]可快速反應生成CH3OH、N2和鹽酸，根據氧化還原反應寫出反應的化學方程式。

(2)①25℃時0.1molL-1NaHN2O2溶液水解常數與電離平衡常數比較，水解占主要，得出離子濃度由大到小的順序；②25℃時向0.1 molL-1連二次硝酸溶液中逐滴滴入NaOH溶液，當溶液的pH＝10時，電離平衡常數相乘得出。

(3)①如圖，升高溫度，轉化率減小，平衡逆向移動，逆向是吸熱反應；②n(NO)：n(Cl2) ＝2:1，假設n(NO) ＝2mol，n(Cl2) ＝1mol，M點時NO轉化率為50%，三段式建立關系計算得出體積分數和表示出壓強平衡常數。

(4)根據示意圖，陽極變化NO → NO3－，陰極NO → NH4+，根據電極反應方程式書寫三步曲，看介質環境配平衡，當外電路陰陽兩極轉移電子數目相等時，產生的n(NO3－) > n(NH4+)，所以要使電解產物全部轉化為NH4NO3，得出需要補充的物質。

(1)氯氣與偏二甲肼[(CH3)2NNH2]可快速反應生成CH3OH、N2和鹽酸，反應的化學方程式為 2Cl2 + 2H2O + (CH3)2NNH2 = 2CH3OH + N2 + 4HCl，故答案為：2Cl2 + 2H2O + (CH3)2NNH2 = 2CH3OH + N2 + 4HCl。

(2)①25℃時0.1molL-1NaHN2O2溶液水解常數，水解占主要，溶液顯堿性，因此離子濃度由大到小的順序為c(Na+) > c(HN2O2－) > c(OH－) > c(H+) > c(N2O22－)，故答案為：c(Na+) > c(HN2O2－) > c(OH－) > c(H+) > c(N2O22－)。

②25℃時向0.1 molL-1連二次硝酸溶液中逐滴滴入NaOH溶液，當溶液的pH＝10時，將，，故答案為：17.8。

(3)①如圖，升高溫度，轉化率減小，平衡逆向移動，逆向是吸熱反應，正向放熱反應，該反應的△H ＜ 0，故答案為：＜。

②n(NO)：n(Cl2) ＝2:1，假設n(NO) ＝2mol，n(Cl2) ＝1mol，M點時NO轉化率為50%，

M點時容器內NO的體積分數為，答案為40%。

③若反應一直保持在P壓強條件下進行，則M點的平衡常數；故答案為：。

(4)根據示意圖，陽極變化NO → NO3－，陰極NO → NH4+，根據電極反應方程式書寫三步曲，看介質環境配平衡，可以書寫陰極和陽極方程式分別為：NO + 5e－ + 6 H+ = H2O + NH4+，NO － 3e－ +2 H2O = 4H+ +NO3－，當外電路陰陽兩極轉移電子數目相等時，生的n(NO3－) > n(NH4+)，所以要使電解產物全部轉化為NH4NO3，需要補充NH3與氫離子反應生成NH4+；故答案為：NO － 3e－ +2 H2O = 4H+ +NO3－；NH3。