氨气及其相关产品是基本化工原料，在化工领域中具有重要的作用．（1）以铁为催化剂，0.6mo1氮气和1.8mo1氢气在恒温、容积恒定为1L的密闭容器中反应生成氨气，2min后达到平衡，氮气的物质的量为0.3mo1．①在第25min时，保持温度不变，将容器体积迅速增大至2L并保持恒容，体系达到平衡时N2的总转化率为38.2%，请画出从第25min起H2的物质的量浓度随时间变化的曲线．②该反应体系未达到平衡时，催化剂对逆反应速率的影响是（填增大、减少或不变）．（2）①N2H4是一种2高能燃料，有强还原性，可通过
2019-11-27
氨气及其相关产品是基本化工原料，在化工领域中具有重要的作用．
（1）以铁为催化剂，0.6mo1氮气和1.8mo1氢气在恒温、容积恒定为1L的密闭容器中反应生成氨气，2min后达到平衡，氮气的物质的量为0.3mo1．
①在第25min时，保持温度不变，将容器体积迅速增大至2L并保持恒容，体系达到平衡时N2的总转化率为38.2%，请画出从第25min起H2的物质的量浓度随时间变化的曲线．
②该反应体系未达到平衡时，催化剂对逆反应速率的影响是___（填增大、减少或不变）．
（2）①N2H4是一种2高能燃料，有强还原性，可通过NH3和NaClO反应制得，写出该制备反应的化学方程式___．
②N2H4的水溶液呈弱碱性，室温下其电离常数K1≈1.0×10-6，则0.01mol•L-1N2H4水溶液的pH等于___（忽略N2H4的二级电离和H2O的电离）．
③已知298K和101KPa条件下：
N2（g）+3H2（g）=2NH3（g）△H1
2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）△H2
2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）△H3
4NH3（g）+O2（g）=2N2H4（l）+2H2O（l）△H4，则N2H4（l）的标准燃烧热△H=___
（3）科学家改进了NO2转化为HNO3的工艺（如虚框所示），在较高的操作压力下，提高N2O4/H2O的质量比和O2的用量，能制备出高浓度的硝酸． 实际操作中，应控制N2O4/H2O质量比高于5.11，对此请给出合理解释．
优质解答
（1）①0.6mo1氮气和1.8mo1氢气在恒温、容积恒定为1L的密闭容器中反应生成氨气，2min后达到平衡，氮气的物质的量为0.3mo1
N2（g）+3H2（g）=2NH3（g）
起始（mol）：0.6 1.8 0
转化（mol）：0.3 0.9 0.6
平衡（mol）：0.3 0.9 0.6
在第25min时，保持温度不变，将容器体积迅速增大至2L并保持恒容，则此时c（H2）==0.45mol/L；
体系达到平衡时N2的总转化率为38.2%，则转化的氮气为0.6mol×38.2%=0.2292mol；
N2（g）+3H2（g）=2NH3（g）
起始（mol）：0.6 1.8 0
转化（mol）：0.23 0.69 0.46
平衡（mol）：0.37 1.11 0.46
所以第二次平衡时c（H2）==0.555mol/L，
则第25min起H2的物质的量浓度为0.45mol/L，平衡时为0.555mol/L，所以图象为
；
故答案为：；
②催化剂能增大反应速率，所以该反应体系未达到平衡时，催化剂对逆反应速率的影响是增大；
故答案为：增大；
（2）①该反应中，次氯酸钠被氨气含有生成氯化钠，氨气被氧化生成肼，同时还有水生成，所以该反应方程式为：NaClO+2NH3=N2H4+NaCl+H2O；
故答案为：NaClO+2NH3=N2H4+NaCl+H2O；
②电离方程式为N2H4+H2O⇌N2H5++OH-，室温下其电离常数K1≈1.0×10-6，则0.01mol•L-1N2H4水溶液中c（N2H5+）≈c（OH-），
K===1.0×10-6，所以c（OH-）=10-4mol/L，则c（H+）=10-10mol/L，则溶液的pH=10；
故答案为：10；
③已知：N2（g）+3H2（g）=2NH3（g）△H1
2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）△H2
2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）△H3
4NH3（g）+O2（g）=2N2H4（l）+2H2O（l）△H4
由盖斯定律可知，N2H4（l）+O2（g）=N2（g）+2H2O（l）△H=△H2-△H1-△H4；
故答案为：△H2-△H1-△H4；
（3）由NO2转化为HNO3的工艺图可知，N2O4与水、氧气反应生成硝酸，2N2O4+2H2O+O2=4HNO3，反应中N2O4/H2O的质量比等于5.11，当高于5.11，则提高了N2O4的浓度，有利于平衡向正方向移动，得到高浓度的硝酸；
故答案为：2N2O4+2H2O+O2=4HNO3，中N2O4/H2O的质量比等于5.11，高于5.11是为了提高了N2O4的浓度，有利于平衡向正方向移动，得到高浓度的硝酸．
最后一问少了流程图，请填上谢谢，
（1）①0.6mo1氮气和1.8mo1氢气在恒温、容积恒定为1L的密闭容器中反应生成氨气，2min后达到平衡，氮气的物质的量为0.3mo1
N2（g）+3H2（g）=2NH3（g）
起始（mol）：0.6 1.8 0
转化（mol）：0.3 0.9 0.6
平衡（mol）：0.3 0.9 0.6
在第25min时，保持温度不变，将容器体积迅速增大至2L并保持恒容，则此时c（H2）==0.45mol/L；
体系达到平衡时N2的总转化率为38.2%，则转化的氮气为0.6mol×38.2%=0.2292mol；
N2（g）+3H2（g）=2NH3（g）
起始（mol）：0.6 1.8 0
转化（mol）：0.23 0.69 0.46
平衡（mol）：0.37 1.11 0.46
所以第二次平衡时c（H2）==0.555mol/L，
则第25min起H2的物质的量浓度为0.45mol/L，平衡时为0.555mol/L，所以图象为；
故答案为：；
②催化剂能增大反应速率，所以该反应体系未达到平衡时，催化剂对逆反应速率的影响是增大；
故答案为：增大；
（2）①该反应中，次氯酸钠被氨气含有生成氯化钠，氨气被氧化生成肼，同时还有水生成，所以该反应方程式为：NaClO+2NH3=N2H4+NaCl+H2O；
故答案为：NaClO+2NH3=N2H4+NaCl+H2O；
②电离方程式为N2H4+H2O⇌N2H5++OH-，室温下其电离常数K1≈1.0×10-6，则0.01mol•L-1N2H4水溶液中c（N2H5+）≈c（OH-），
K===1.0×10-6，所以c（OH-）=10-4mol/L，则c（H+）=10-10mol/L，则溶液的pH=10；
故答案为：10；
③已知：N2（g）+3H2（g）=2NH3（g）△H1
2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）△H2
2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）△H3
4NH3（g）+O2（g）=2N2H4（l）+2H2O（l）△H4
由盖斯定律可知，N2H4（l）+O2（g）=N2（g）+2H2O（l）△H=△H2-△H1-△H4；
故答案为：△H2-△H1-△H4；
（3）由NO2转化为HNO3的工艺图可知，N2O4与水、氧气反应生成硝酸，2N2O4+2H2O+O2=4HNO3，反应中N2O4/H2O的质量比等于5.11，当高于5.11，则提高了N2O4的浓度，有利于平衡向正方向移动，得到高浓度的硝酸；
故答案为：2N2O4+2H2O+O2=4HNO3，中N2O4/H2O的质量比等于5.11，高于5.11是为了提高了N2O4的浓度，有利于平衡向正方向移动，得到高浓度的硝酸．
最后一问少了流程图，请填上谢谢，