Question

氮元素的化合物種類繁多，性質也各不相同。
（1）NO₂有較強的氧化性，能將SO₂氧化生成SO₃，本身被還原為NO，已知下列兩反應過程中能量變化如圖所示：

則NO₂氧化SO₂的熱化學方程式為_________________________________。
（2）在2L密閉容器中放入1mol氨氣，在一定溫度進行如下反應：
2NH₃(g)N₂（g）+3H₂（g），反應時間(t)與容器內氣體總壓強(p)的數據見下表

時間t/min	0	1	2	3	4	5
總壓強p 100 kPa	5	5.6	6.4	6.8	7	7

 
則平衡時氨氣的轉化率為___________。
（3）肼（N₂H₄）又稱聯氨，是一種可燃性的液體，可用作火箭燃料。在空氣中完全燃燒生成氮氣，當反應轉移0.2mol電子時，生成氣體在標準狀況下的體積為______________。聯氨溶于水可以發生與氨水類似的電離，試寫出聯氨在水溶液中的電離方程式：
__________________（寫一步即可）。
（4）NH₄⁺在溶液中能發生水解反應。在25℃時，0.1mol/L氯化銨溶液由水電離出的氫離子濃度為1×10^-5 mol/L，則在該溫度下此溶液中氨水的電離平衡常數K_b（NH₃·H₂O）=__________________。

Answer 1

（1）NO₂（g）+SO₂（g）SO₃（g）+NO（g） ΔH=－41.8kJ/mol（2分）
（2）40%（2分）
（3） 1.12L（2分）；N₂H₄＋H₂ON₂H₅^＋＋OH^－ （2分）
（4） Kb（NH₃·H₂O）＝1×10^-5mol/L（2分）

解析試題分析：（1）根據圖1可得：2SO₂(g)+O₂(g)2SO₃(g)  ΔH=－196.6kJ?mol?¹，根據圖2可得：2NO(g)+O₂(g)=2NO₂(g)  ΔH=－113.0kJ?mol?¹，根據蓋斯定律可得NO₂（g）+SO₂（g）SO₃（g）+NO（g） ΔH=1/2ΔH₁—1/2ΔH₂=－41.8kJ?mol?¹
（2）氣體的壓強之比等于物質的量之比，根據三段式進行計算：設氨氣的轉化率為x
2NH₃(g)N₂（g）+3H₂（g）
起始物質的量（mol）   1         0        0
轉化物質的量（mol）   x         x/2      3/2x
平衡物質的量（mol）  1-x        x/2       3/2x
1：（1+x）=5:7，解得x=40%
（3）N₂H₄轉化為N₂，N元素由 -2價升高至0價，所以電子轉移為：N₂H₄ ~ N₂ ~ 4e?，n（N₂）=1/4n（e?）=0.05mol，故在標準狀況下的體積為1.12L；聯氨溶于水可以發生與氨水類似的電離，N₂H₄與H⁺形成配位鍵，所以電離方程式為：N₂H₄＋H₂ON₂H₅^＋＋OH^－ 
（4）c(OH?)=Kw/c(H⁺)=10^-9mol?L?¹，c(NH₃?H₂O)=c(H⁺)=10^-5mol?L?¹，所以K_b（NH₃·H₂O）=c(NH₄⁺)?c(OH?)/c(NH₃?H₂O)=0.1mol/L×10^-9mol?L?¹/10^-5mol?L?¹=1×10^-5mol/L
考點：本題考查熱化學方程式的書寫、化學平衡和平衡常數的計算、電離方程式的書寫。