Question

【題目】氮是一種重要的元素，其對應化合物在生產生活中有重要的應用。

(1)氮化鋁(AlN)可用于制備耐高溫的結構陶瓷，遇強堿會腐蝕，寫出AlN與氫氧化鈉溶液反應的離子方程式_______________。

(2)氨是制備氮肥、硝酸等的重要原料②③

①己知：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H=-92.4kJ/mol

N2(g)+O2(g) 2NO(g) △H=+180 kJ/mol

2H2(g)+O2(g) 2H2O(1) △H= -571.6 kJ/mol

試寫出表示氨的標準燃燒熱的熱化學方程式________________。

②某電解法制氨的裝置如右圖所示，電解質只允許質子通過，試寫出陰極的電極反應式__________。

(3)反應：2NO(g)+O2(g)2NO2(g)△H<0是制備硝酸過程中的一個反應。

①將NO和O2按物質的量之比為2:1置于恒溫恒容密閉容器中進行上述反應，得到NO2體積分數與時間的關系如下圖所示。保持其它條件不變，t1時再向容器中充入適量物質的量之比為2：1的NO和O2的混合氣體，t2時再次達到平衡，請畫出tl-t3時間范圍內NO2體積分數隨時間的變化曲線：____________。

②在研究此反應速率與溫度的關系時發現，NO轉化成NO2的速率隨溫度升高反而減慢。進一步研究發現，上述反應實際是分兩步進行的：

I 2NO(g) N2O2(g) △H<0

II N2O2(g)+O2(g) 2NO2(g) △H<0

已知反應I能快速進行，試結合影響化學反應速率的因素和平衡移動理論分析，隨溫度升高，NO轉化成NO2的速率減慢的可能原因________。

(4)已知常溫下，Ka(CH3COOH)=Kb(NH3·H2O)=l.8×l0-5。則常溫下0.lmol/L的CH3COONH4溶液中，(CH3COO-)：c(NH3·H2O)=________________。

Answer 1

【答案】AlN+H2O+OH-=AlO2-+NH3↑NH3(g)+3/4O2(g)=1/2N2(g)+3/2H2O(l) △H=-382.5kJ/molN2十6H++6e-=2NH3當溫度升高時，反應（I）向逆反應方向進行，且由于反應I進行速率相當快，瞬間達到平衡，使得體系中c(N2O2)濃度迅速減小，所以反應(II)，速率減慢180

【解析】（1）本題考查離子方程式的書寫，利用元素及其化合物知識入手，反應方程式為AlN＋NaOH＋H2O=NaAlO2＋NH3↑，其離子反應方程式為：AlN+H2O+OH－=AlO2－+NH3↑ ；（2）①本題考查熱化學反應方程式的計算，從蓋斯定律入手，①N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)，②2H2(g)+O2(g) 2H2O(1)，氨氣的燃燒熱反應方程式為：NH3(g)+3/4O2(g)=1/2N2(g)+3/2H2O(l)，②×3/4－①/2得出NH3(g)+3/4O2(g)=1/2N2(g)+3/2H2O(l) △H=(－571.6×3/4＋92.4/2)kJ·mol－1=-382.5kJ·mol－1 ；②本題考查電解池中電極反應式的書寫，電解池是制取NH3，N2的化合價由0價→－3價，化合價降低，得到電子，即左端為陰極，右端為陽極，電解質只允許質子通過，因此陰極反應式為：N2十6H＋+6e－=2NH3；（3）①本題考查影響化學平衡的移動，再通入2：1的NO和O2，瞬間NO2體積分數降低，平衡向正反應方向移動，NO2的體積分數增大，即圖像是：；②本題考查影響化學反應速率和化學平衡的因素，當溫度升高時，反應（I）向逆反應方向進行，且由于反應I進行速率相當快，瞬間達到平衡，使得體系中c(N2O2)濃度迅速減小，所以反應(II)，速率減慢，所以NO轉化成NO的速率減慢；（4）因為CH3COOH和NH3·H2O電離平衡常數相同，因此CH3COO－和NH4＋水解程度相同，即CH3COOH和NH3·H2O的濃度相同，溶液顯中性， c(CH3COO－)×c(H＋)/c(CH3COOH)=Ka，c(CH3COO－)/c(NH3·H2O)=Ka/c(H＋)=1.8×10－5/10－7=180。