氨、肼（N2H4）和叠氮酸都是氮元素的重要氢化物．（1）氨可用于制造氮肥、硝酸等．①合成氨工业中，“造气”有关反应的热化学方程式如下：C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g）△H1=+131.4kJ•mol

Question

氨、肼（N₂H₄）和叠氮酸都是氮元素的重要氢化物．

（1）氨可用于制造氮肥、硝酸等．
①合成氨工业中，“造气”有关反应的热化学方程式如下：
C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）△H₁=+131.4kJ•mol^-1
C（s）+2H₂O（g）=CO₂（g）+2H₂（G）△H₂=+90.2kJ•mol^-1
CO（g）+H₂O（g）=CO₂（g）+H₂（g）△H₃
则△H₃=______．
②在一密闭容器中，加入物质的量之比为1：3的N₂与H₂，在不同温度、压强下测得平衡体系中NH₃的物质的量分数如图1所示．则温度为400℃、压强为500×10⁵ Pa时，H₂的平衡转化率最接近______（填序号）．
A.89%    B.75%
C.49%    D.34%
③实际生产中，合成氨的温度一般控制在400～500℃，选择该温度范围的理由是______．
④饮用水氯化消毒时若水中含有氨则会产生氯胺（NH₂Cl、NHCl₂等），氯胺水解缓慢释放出HClO，有良好的消毒效果．图2是饮用水氯化消毒时有关成分的含量与pH的关系．下列说法正确的是______（填序号）．
A．HCIO在20℃的电离程度一定大于0℃的电离程度
B．pH越大，消毒效果越好
C．用NH₂Cl消毒时，平衡NH₂Cl+H₂O⇌NH₃+HClO向右移动
（2）肼可用于火箭燃料、制药原料等．
①次氯酸钠与过量的氨反应可以制备肼，该反应的化学方程式为______．
②一种肼燃料电池的工作原理如图3所示．该电池工作时负极的电极反应式为______．
③肼与亚硝酸（HNO₂）反应可生成叠氮酸．8.6g叠氮酸完全分解可放出6.72L氮气（标准状况下），则叠氮酸的分子式为______．

Answer 1

（1）①C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）△H₁=+131.4kJ•mol^-1
②C（s）+2H₂O（g）=CO₂（g）+2H₂（G）△H₂=+90.2kJ•mol^-1
反应②减去反应①得反应③CO（g）+H₂O（g）=CO₂（g）+H₂（g）△H₃
所以，△H_3⁼△H₂-△H₁=90.2kJ•mol^-1-131.4kJ•mol^-1=-41．kJ•mol^-1
故答案为：-41.2kJ•mol^-1；
②从图中可看出，在温度为400℃、压强为500×10⁵ Pa时，氨气的物质的量分数为0.606
设氢气的转化率为x，则
      N₂ +3H₂ =2NH₃
起始  1     3     0
转化  x    3x     2x
平衡  1-x 3-3x    2x
(2x)/((1−x)+(3−3x)+2x)=0.606 
解得：x≈0.75；
故答案为：B；
③合成氨反应是放热反应，温度太高，NH₃物质的量分数降低；温度太低，反应速率太慢；
此400-500℃温度范围内，催化剂活性最高，为保障反应速率和限度较大、催化剂的活性大，要选择适宜的温度400-500℃；
故答案为：温度太高，NH₃物质的量分数降低；温度太低，反应速率太慢；此温度范围内，催化剂活性最高；
④A．从图象可看出，在20℃时次氯酸的含量大于0℃次氯酸的含量，故20℃时次氯酸的电离小于0℃次氯酸的电离，故A错误；
B．从图象可看出pH与次氯酸浓度的关系：pH越大，次氯酸的浓度越小，所以消毒效果越差，故B错误；
C．由题给信息可知，氯胺水解缓慢释放出HClO，有良好的消毒效果，所以平衡右移，故C正确；
故选C；
（2）①次氯酸钠与过量的氨反应制备肼，氨气被氧化为肼，本身被还原为氯离子，
结合原子守恒配平写出化学方程式为：NaClO+2NH₃═N₂H₄+NaCl+H₂O；
故答案为：NaClO+2NH₃═N₂H₄+NaCl+H₂O；
②在碱性电解质中肼失去电子生成氮气和水，电极反应为N₂H₄-4e^-+4OH^-=N₂+4H₂O；
故答案为：N₂H₄-4e^-+4OH^-=N₂+4H₂O；
③8.6g叠氮酸完全分解可放出6.72L氮气，可知8.6g叠氮酸中含N的物质的量为：(6.72L)/(22.4L/mol)×2=0.6mol，
含H的物质的量为：(8.6g−0.6mol×14g/mol)/(1g/mol)=0.2mol，n（N）：n（H）=0.6：0.2=3：1，所以叠氮酸的分子式为HN₃；
故答案为：HN₃．