10. 氮及其化合物在工农业生产和生命活动中起着重要作用。
(1)氨气是一种重要的化工原料,氨态氮肥是常用的肥料。
哈伯法合成氨技术的相关反应为:N
2(g)+3H
2(g)
2NH
3(g)
△H=-93kJ/mol,实际生产中,常用工艺条件:Fe作催化剂,控制温度773K、压强3.0×10
7Pa,原料气中N
2和H
2物质的量之比为1:2.8。
①合成氨技术是氮的固定的一种,属于
______(选填“大气固氮”、“生物固氮”“人工固氮”)。
②合成氨反应常用铁触媒催化剂,下列关于催化剂的说法不正确的是
_________。
A.可以加快反应速率
B.可以改变反应热
C.可以减少反应中的能耗
D.可以增加活化分子的数目
③关于合成氨工艺的下列理解,正确的是
_________。
A.原料气中N
2过量,是因N
2相对易得,适度过量有利于提高H
2的转化率
B.控制温度(773K)远高于室温,是为了保证尽可能高的平衡转化率和快的反应速率
C.当温度、压强一定时,在原料气(N
2和H
2的比例不变)中添加少量惰性气体,有利于提高平衡转化率
D.分离空气可得N
2,通过天然气和水蒸气转化可得H
2,原料气须经过净化处理,以防止催化剂中毒和安全事故发生
(2)肼(N
2H
4)是氮的氢化物之一,其制备方法可用次氯酸钠氧化过量的氨气。
①次氯酸钠溶液显碱性,表示原理的离子方程式是
_________________________。
②常温下,该水解反应的平衡常数为K=1.0×10
-6mol/L,则1.0mol/LNaClO溶液的pH=
____。
③肼与N
2O
4氧化反应生成N
2和水蒸气。
已知:N
2(g)+2O
2(g)=N
2O
4(l)
△H=-19.5kJ/mol
N
2H
4(l)+O
2(g)=N
2(g)+2H
2O(g)
△H=-534.2kJ/mol
请写出肼和N
2O
4反应的热化学反应方程式
_________________________________。
(3)在NH
4HCO
3溶液中,反应NH
4++HCO
3-+H
2O
NH
3·H
2O+H
2CO
3的平衡常数K=
_____。(已知常温下NH
3·H
2O的电离平衡常数K
b=2×10
-5,H
2CO
3的电离平衡常数K
a1=4×10
-7)。