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试题详情

氨和联氨(N2H4)是氮的两种常见化合物,在科学技术和生产中有重要的应用。

根据题意完成下列计算:

(1)联氨用亚硝酸氧化生成氮的另一种氢化物,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。

(2)联氨和四氧化二氮可用作火箭推进剂,联氨是燃料,四氧化二氮作氧化剂,反应产物是氮气和水。

由联氨和四氧化二氮组成的火箭推进剂完全反应生成72.0kg水,计算推进剂中联氨的质量。

(3)氨的水溶液可用于吸收NO与NO2混合气体,反应方程式为

6NO+ 4NH3=5N2+6H2O

6NO2+ 8NH3=7N2+12H2O

NO与NO2混合气体180 mol被8.90×103g氨水(质量分数0.300)完全吸收,产生156mol氮气,吸收后氨水密度为0.980 g/cm3

计算:①该混合气体中NO与NO2的体积比。②吸收后氨水的物质的量浓度(答案保留1位小数)。

(4)氨和二氧化碳反应可生成尿素CO(NH2)2。尿素在一定条件下会失去氨而缩合,如两分子尿素失去一分子氨形成二聚物:

已知常压下120 mol CO(NH2)2在熔融状态发生缩合反应,失去80mol NH3,生成二聚物(C2H5N3O2)和三聚物。测得缩合产物中二聚物的物质的量分数为0.60,推算缩合产物中各缩合物的物质的量之比。

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试题答案

(1)HN3 ;4.48

(2)64kg

(3)9:1;2.4molL

(4)3:1:1

试题解析

本题主要考察与化学有关的计算。

(1)一分子该氢化物中分子中含氮原子个数,含氢

(2)根据题意书写出方程式为2HN3=3H2+N2,则1mol该氢化物受撞击后产生的气体为2mol,4.30g氢化物的物质的量为0.1mol,产生0.2mol气体,标况下为4.48L。

(3)由联氨和四氧化二氮完全反应写出方程式为2N2H4 +N2O4=3N2+4H2O,生成72.0kg水需要联氨64kg。

①设NO与NO2的物质的量分别为x、y,则根据方程式:

     

联立方程组解得x=162mol    y=18mol

根据阿伏伽德罗定律,二者体积比为162mol:18mol=9:1

②氨水中溶质的总物质的量为

根据反应方程式,消耗的氨气物质的量为

则吸收后的溶液中氨水的物质的量为157.058-132=25.058mol

吸收后的溶液中氨水的体积为

氨水物质的量浓度为25.058mol/10.43L=2.4molL

(4)由提示可得,生成链状二聚物、三聚物的方程式可简写为

2CO(NH2)2→二聚物+NH3    ……………………………①

3CO(NH2)2→三聚物+2NH3  ……………………………②

可以推出参加反应的尿素和生成氨气的物质的量之差为生成聚合物的物质的量

因此生成聚合物的物质的量=120mol-80mol=40mol

根据聚合物中碳原子守恒,可计算聚合物中平均含碳原子个数为120mol/40mol=3,而链状二聚物和三聚物的混合物中平均碳原子数只能小于3,说明除了生成链状二聚物、三聚物外还有环状三聚物,则 CO(NH2)2→环状三聚物+3NH3…………………………③

设生成二聚物、链状三聚物、环状三聚物的物质的量分别为x、y、z,则依据上述三个方程式,列方程组:

2x + 3y + 3z = 120 mol

x + 2y +3z =80 mol

解得x=30mol  y=10mol  z=10mol

故三种聚合物的物质的量之比为30:10:10=3:1:1

另解:设最后产物中链状三聚物的物质的量分数为x,环状三聚物的物质的量分数为y,根据参加反应的尿素和生成的氨气比例列方程:

  解得x = y = 0.2

故三种聚合物的物质的量之比为0.6:0.2:0.2=3:1:1

少年,再来一题如何?
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