- 氨的实验室制法
- 共13题
18．氨和联氨(N2H4)是氮的两种常见化合物，在工农业生产中有重要的应用。
（1）希腊化学家提出采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+)为介质，利用右图所示实验装置，实现了高温常压下的电解法合成氨。则装置中B电极连接电源___极，A电极反应式为________________。
（2）把氯气通入稀氨水中，NH3分子上的一个H被Cl取代生成氯氨，然后加入过量的氨和氯氨作用，得到联氨(N2H4)。写出上述反应的化学方程式_______________________。
（3）联氨用亚硝酸氧化生成另一种氮的氢化物，该氢化物的相对分子质量为43.0，其中氮原子的质量分数为0.977，计算确定该氢化物的分子式_____。该氢化物可置于安全气 囊，受撞击则完全分解为氮气和氢气，4.30g该氢化物受撞击后产生的气体在标准状况下的体积为_____L。
（4）联氨与盐酸反应生成重要的化工原料盐酸肼(N2H6C12)，盐酸胼是易溶于水的强电解质，溶液呈酸性，水解原理与NH4Cl类似。请写出盐酸肼第一步水解反应的离子方程式___________________。下列盐酸肼溶液中的离子浓度关系正确的是_______(填序号)。
a．c(Cl-)>c(N2H62+)>c(H+)>c(OH-)
b．c(Cl-)>c(H+)>c([N2H5·H2O]+)>c(OH-)
c．c(N2H62+)+c([N2H5·H2O]+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)
d．c(Cl-)=2c(N2H62+)+2c([N2H5·H2O]+)
正确答案
（1）正；6H++N2+6e-=2NH3；
（2）NH3+Cl2=NH2Cl+HCl、NH3+NH2Cl=N2H4+HCl；
（3）HN3；4.48L；
（4）N2H62++H2O
解析
（1）在电解池中，阳离子向阴极移动，H+由B电极向A电极运动，则装置中B电极连接电源正极，A电极反应式为 6H++N2+6e-=2NH3；
（2）把氯气通入稀氨水中，NH3分子上的一个H被Cl取代生成氯氨，然后加入过量的氨和氯氨作用，得到联氨(N2H4)。化学方程式为NH3+Cl2=NH2Cl+HCl、NH3+NH2Cl=N2H4+HCl；
（3）联氨用亚硝酸氧化生成另一种氮的氢化物，该氢化物的相对分子质量为43.0，其中氮原子的质量分数为0.977，分子中氮原子的个数(43.0×0.977)/14≈3，分子中氢原子的个数(43.0-42)=1计算确定该氢化物的分子式HN3；该氢化物可置于安全气囊，受撞击则完全分解为氮气和氢气，2HN3=3N2+H2，4.30g该氢化物为0.1mol，受撞击后产生的气体为0.15molN2和0.05molH2，在标准状况下的体积为4.48L；
（4）联氨与盐酸反应生成重要的化工原料盐酸肼(N2H6Cl2)，盐酸胼是易溶于水的强电解质，溶液呈酸性，水解原理与NH4Cl类似。请写出盐酸肼第一步水解反应的离子方程式N2H62++H2O
b．盐酸肼(N2H6Cl2)属于离子化合物，完全电离，N2H62+、[N2H5·H2O]+水解（水解程度是很小的），溶液显酸性，c(Cl-)>c(H+)>c([N2H5·H2O]+)>c(OH-)，因此b正确；
c．根据溶液中电荷守恒可知，2c(N2H62+)+c([N2H5·H2O]+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)，c错误；
d．根据溶液中物料守恒可知，c(Cl-)=2c(N2H62+)+2c([N2H5·H2O]+)+2c([N2H4·2H2O]，d错误；
故选ab。
考查方向
解题思路
（1）在电解池中，阳离子向阴极移动；
（2）把氯气通入稀氨水中，NH3分子上的一个H被Cl取代生成氯氨，然后加入过量的氨和氯氨作用，得到联氨(N2H4)；
（3）联氨用亚硝酸氧化生成另一种氮的氢化物，该氢化物的相对分子质量为43.0，其中氮原子的质量分数为0.977，分子中氮原子的个数(43.0×0.977)/14≈3，分子中氢原子的个数(43.0-42)=1计算确定该氢化物的分子式HN3；该氢化物可置于安全气囊，受撞击则完全分解为氮气和氢气，2HN3=3N2+H2，4.30g该氢化物为0.1mol，受撞击后产生的气体为0.15molN2和0.05molH2，在标准状况下的体积为4.48L；
（4）联氨与盐酸反应生成重要的化工原料盐酸肼(N2H6Cl2)，盐酸胼是易溶于水的强电解质，溶液呈酸性，水解原理与NH4Cl类似。盐酸肼第一步水解反应的离子方程式N2H62++H2O
b．盐酸肼(N2H6Cl2)属于离子化合物，完全电离，N2H62+、[N2H5·H2O]+水解（水解程度是很小的），溶液显酸性，c(Cl-)>c(H+)>c([N2H5·H2O]+)>c(OH-)，因此b正确；
c．根据溶液中电荷守恒可知，2c(N2H62+)+c([N2H5·H2O]+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)，c错误；
d．根据溶液中物料守恒可知，c(Cl-)=2c(N2H62+)+2c([N2H5·H2O]+)+2c([N2H4·2H2O]，d错误；
故选ab。
易错点
溶液中的电荷守恒和物料守恒
知识点
氮及其化合物在科技、社会生活中有着广泛的应用。请按要求回答下列问题。
23.已知：N2(g)＋2O2(g)＝2NO2(g) △H=－67. 7 kJ·mol－1
N2H4(g)＋O2(g)＝N2(g)＋2H2O(g) △H=－534.0 kJ·mol－1
2NO2(g) 
24.氮的氧化物间的平衡转化如下图所示：A是恒温恒容的容器，B是耐腐蚀、易导热、容积可变的密闭透明气囊。关闭 K2，将各 1 mol NO2通过 K1、K3 分别充入 A、B中，反应起始时A、B的体积相同均为a L。
①可用于判断B中可逆反应2NO2(g) 
②容器 A 中到达平衡所需时间3s，达到平衡后容器内压强为起始压强的 0.8 倍，则平均化学反应速率v(N2O4)=__________________；平衡常数的值K=____________。
若此时打开K2，平衡后B容器的体积缩至0.3a L，则打开K2之前，气球B体积为__________L。
若原平衡后在A容器中再充入 0.6 mol N2O4 ，则重新到达平衡后，平衡混合气中 NO2的体积分数（填写“变大”、“变小”或“不变”）____________。
25.以N2、H2为电极反应物、HCl-NH4Cl为电解质溶液，使用新型电极材料，可制造出一种既能提供电能，又能实现氮固定的新型燃料电池，原理如下图所示：
①该燃料电池的负极为（填“a”或“b”） ________。
②电池正极反应式为 ______________________________。
正确答案
2N2H4(g)+N2O4(g
解析
②×2-(①+③)，整理可得：2N2H4(g)+N2O4(g)=3N2(g)+4H2O(g) △H= - 947.6kJ/mol
考查方向
本题主要考查了考查盖斯定律的的应用、化学反应速率和化学平衡原理的应用及原电池反应原理的应用的知识。
解题思路
②×2-(①+③)
易错点
K=
正确答案
① B的体积不再减小或气体颜色不再变浅（或不再变化）
② [1/(15a)]mol/(L·s) 5a/9 0.65a 变小
解析
①由于B是耐腐蚀、易导热、容积可变的密闭透明气囊，若可逆反应2NO2(g) 
考查方向
解题思路
①可逆反应2NO2(g) 
②平衡常数的值K=
易错点
K=
正确答案
① b ② N2+8H++6e－═2NH4+
解析
①在该燃料电池中通入燃料H2的电极是负极，所以该燃料电池的负极为b；通入N2的电极为正极，正极上发生还原反应，电极反应式是N
考查方向
解题思路
①H2是负极；通入N2为正极。
易错点
K=
9．依据反应原理：NH3+CO2+H2O+NaCl==NaHCO3↓+NH4Cl，并利用下列装置制取碳酸氢钠粗品，实验装置正确且能达到实验目的的是
正确答案
解析
A选项中NH4Cl受热分解后如果遇冷又会形成固体堵塞导气管，所以A错；稀硫酸与石灰石反应产生CaSO4，CaSO4是难溶物，会堵塞长颈漏斗，所以B错；结合题目中的化学反应方程式可以得出C正确；用装置丁分离碳酸氢钠与母液时，漏斗下端应该紧贴烧杯壁，所以D错。
考查方向
解题思路
先看图中实验仪器的使用有无错误，再结合题目所给的化学反应方程式结合图来判断即可。
易错点
NH4Cl受热分解后如果遇冷又会形成固体堵塞导气管，如果分析不透彻，就会出错，随教材上所要求的实验操作粗心大意，也会导致本题出错。
知识点
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