Question

（2011?上海）氨和聯(lián)氨（N₂H₄）是氮的兩種常見化合物，在科學技術和生產(chǎn)中有重要的應用．根據(jù)題意完成下列計算：
（1）聯(lián)氨用亞硝酸氧化生成氮的另一種氫化物，該氫化物的相對分子質(zhì)量為43.0，其中氮原子的質(zhì)量分數(shù)為0.977，計算確定該氫化物的分子式

HN₃

．該氫化物受撞擊則完全分解為氮氣和氫氣．4.30g該氫化物受撞擊后產(chǎn)生的氣體在標準狀況下的體積為

4.48

L．
（2）聯(lián)氨和四氧化二氮可用作火箭推進劑，聯(lián)氨是燃料，四氧化二氮作氧化劑，反應產(chǎn)物是氮氣和水．由聯(lián)氨和四氧化二氮組成的火箭推進劑完全反應生成72.0kg水，計算推進劑中聯(lián)氨的質(zhì)量．
（3）氨的水溶液可用于吸收NO與NO₂混合氣體，反應方程式為
6NO+4NH₃=5N₂+6H₂O
6NO₂+8NH₃=7N₂+12H₂O
NO與NO₂混合氣體180mol被8.90×10³g氨水（質(zhì)量分數(shù)0.300）完全吸收，產(chǎn)生156mol氮氣．吸收后氨水密度為0.980g/cm³．
計算：①該混合氣體中NO與NO₂的體積比．
②吸收后氨水的物質(zhì)的量濃度（答案保留1位小數(shù)）．
（4）氨和二氧化碳反應可生成尿素CO（NH₂）₂．尿素在一定條件下會失去氨而縮合，如兩分子尿素失去一分子氨形成二聚物：
已知常壓下120mol CO（NH₂）₂在熔融狀態(tài)發(fā)生縮合反應，失去80mol NH₃，生成二聚物（C₂H₅N₃O₂）和三聚物．測得縮合產(chǎn)物中二聚物的物質(zhì)的量分數(shù)為0.60，推算縮合產(chǎn)物中各縮合物的物質(zhì)的量之比．

Answer 1

分析：（1）利用氫化物的相對分子質(zhì)量直接求出組成該氫化物兩種元素的原子數(shù)，而后求得分子式．N原子數(shù)=43.0×0.977÷14=3，H原子數(shù)=43.0×0.023÷1=1，故分子式為HN₃．因為該氫化物分解生成兩種氣體都是雙原子分子，根據(jù)N原子、H原子守恒可求得混合氣體體積．
（2）依題意知N₂H₄被氧化生成H₂O，根據(jù)氫元素守恒可求得N₂H₄質(zhì)量
（3）①根據(jù)N原子守恒可求得參加反應的氨的物質(zhì)的量，根據(jù)氧化還原反應中得失電子守恒可求得NO與NO₂的物質(zhì)的量；
②根據(jù)質(zhì)量守恒可求得反應后溶液質(zhì)量，進而求得溶液的體積和溶液的濃度；
（4）三聚物有兩種情況，一種為鏈狀縮合時每生成一個三聚物同時生成2個氨氣，一種為環(huán)狀縮合時每生成一個三聚物同時生成3個氨氣，根據(jù)質(zhì)量守恒計算．

解答：解：（1）氫化物的相對分子質(zhì)量為43.0，其中氮原子的質(zhì)量分數(shù)為0.977，則氫原子的質(zhì)量分數(shù)為0.023，則n（N）：n（H）=

0.977

14

：

0.023

1

=3：1，所以最簡式為HN₃，
設化學式為（HN₃）_n，有（1+14×3）n=43，n=1，所以分子式為HN₃，
4.30g該氫化物的物質(zhì)的量為n=

4.30g

43g/mol

=0.1mol，根據(jù)反應2HN₃═H₂+3N₂，共產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量為0.1mol×2=0.2mol，體積為0.2mol×22.4L/mol=4.48L，
故答案為：HN₃；4.48；
（2）反應的方程式為：2N₂H₄+N₂O₄═3N₂+4H₂O，生成72.0kg水時，n（H₂O）=

72000g

18g/mol

=4000mol，則消耗的n（N₂H₄）=2000mol，聯(lián)氨的質(zhì)量為2000mol×32g/mol=64000g，即64Kg，
答：推進劑中聯(lián)氨的質(zhì)量為64kg；
（3）①根據(jù)N原子守恒可求得參加反應的氨的物質(zhì)的量．
n（NH₃）+180mol=156mol×2，n（NH₃）=132mol．
根據(jù)氧化還原反應中得失電子守恒可求得NO與NO₂的物質(zhì)的量．
設為NO的物質(zhì)的量X，NO₂的物質(zhì)的量為（180mol-X），
132mol×3=Xmol×2+（180-X）mol×4，X=162mol，（180mol-X）=18mol，
NO與NO₂體積比為162：18=9：1．
答：該混合氣體中NO與NO₂的體積比為9：1；
②根據(jù)質(zhì)量守恒可求得反應后溶液質(zhì)量．
8.90×10³g+162mol×30g?mol^-1+18mol×46gmol^-1-156mol×28g?mol^-1=10220g，
其溶液體積為10220g÷0.980g?cm^-3=10428cm³=10428mL=10.428L，
反應后溶液中剩余溶質(zhì)氨的物質(zhì)的量是8.90×10³g×0.300÷17g?mol^-1-132mol=25.058mol，
吸收后氨水的物質(zhì)的量濃度為25.058mol÷10.428L=2.4 mol?L^-1．
答：吸收后氨水的物質(zhì)的量濃度為2.4mol/L；
（4）三聚物有兩種情況，一種為鏈狀縮合時每生成一個三聚物同時生成2個氨氣，一種為環(huán)狀縮合時每生成一個三聚物同時生成3個氨氣，根據(jù)二聚物物質(zhì)的量分數(shù)為0.6，則三聚物的物質(zhì)的量分數(shù)為0.4，設二聚物的物質(zhì)的量為x，鏈狀三聚物的物質(zhì)的量為y，環(huán)狀三聚物的物質(zhì)的量為z，則有2x+3y+3z=120，x+2y+3z=80，x：（y+z）=3：2，
解之得x=30mol，y=10mol，z=10mol，
答：縮合產(chǎn)物中各縮合物的物質(zhì)的量之比為3：1：1．

點評：本題考查較為綜合，涉及混合物的計算、分子式的確定以及化學方程式的有關計算，題目難度較大，注意從質(zhì)量守恒的角度分析．