Question

【題目】氮及其化合物在工農業生產生活中應用廣泛，請解決下列問題．
（1）化合物甲（由氮和另一種常見的主族元素組成）是一種新型無機材料．將8.2g甲溶于足量的氫氧化鈉溶液，可產生標準狀況下為4.48L的氣體，該氣體可作制冷劑．向反應后的溶滾中逐滴加入稀鹽酸，產生白色沉淀質量最大為15.6g，繼續滴加沉淀消失．則甲溶于氫氧化鈉的化學方程式為 ．
（2）NH3催化還原氮氧化物是目前應用廣泛的煙氣氮氧化物脫除技術．例如：
4NH3（g）+6NO（g）5N2（g）+6H2O（g）△H1
己知：①H2O（l）=H2O（g）△H2
②4NH3（g）+5O2（g）=4NO（g）+6H2O（g）△H3
則NH3（g）的標準燃燒熱△H= ．
以FeSO4作催化劑在不同溫度下，經過相同的時間測試氨還原氮氧化物效果如圖1，當反應在400～450℃，NOx的轉化率隨溫度升高而降低．當體系溫度升至500℃以上時．NOx的轉化率迅速下降，其可能原因是 ． 圖2反映的是在400℃N2的體積分數與反應物中 的關系，請在下面的圖2上畫出450℃的變化趨勢曲線 ．

（3）N2O5是綠色硝化試劑，溶于水可得硝酸．圖3是以N2O4為原料電解制備N2O5的裝置示意圖．寫出陽極區生成N2O5的電極反應式是 ．
（4）常溫下，向0.1mol/L氨水中加入少許N2O5 ， 使溶液中c（NH3H2O）：c（NH4+）=5：9，此時溶液的pH= ． （25℃時．NH3H2O的電離平衡常數Kb=1.8×10﹣5）

Answer 1

【答案】
（1）AlN+NaOH+H2O=NaAlO2+NH3↑
（2）；催化劑活性降低（FeSO4受熱分解）；
（3）N2O4﹣2e﹣+2HNO3=2N2O5+2H+
（4）9
【解析】解：（1）化合物甲（由氮和另一種常見的主族元素組成），溶于足量的氫氧化鈉溶液，產生的氣體可作制冷劑為氨氣，產生標準狀況下為4.48L的氣體，n（NH3）= =0.2mol，反應后的溶滾中逐滴加入稀鹽酸，先沉淀后沉淀為溶解，為鋁的化合物的特征，產生白色沉淀質量最大為15.6g，為氫氧化鋁，n[Al（OH）3]= =0.2mol，則m（N）+m（Al）=0.2mol×14g/mol+0.2mol×27g/mol=8.2g，則8.2g甲為AlN，甲溶于氫氧化鈉的化學方程式為AlN+NaOH+H2O=NaAlO2+NH3↑，
所以答案是：AlN+NaOH+H2O=NaAlO2+NH3↑；（2）氨氣燃燒生成氮氣和水，①4NH3（g）+6NO（g）5N2（g）+6H2O（g）△H1②H2O（l）=H2O（g）△H2 ③4NH3（g）+5O2（g）=4NO（g）+6H2O（g）△H3根據蓋斯定律，將已知熱化學方程式 （③×3+①×2﹣②×30）得：4NH3（g）+3O2（g）=2N2（g）+6H2O（l）△H= ；當反應在400～450℃，NOx的轉化率隨溫度升高而降低．當體系溫度升至500℃以上時，催化劑硫酸亞鐵受熱分解，催化劑活性降低，所以450℃的變化趨勢曲線圖為： ，
所以答案是： ；催化劑活性降低（FeSO4受熱分解）； ；（3）NO2可電解制備綠色硝化試劑N2O5 ． N元素化合價升高，NO2被氧化，電極方程式為N2O4﹣2e﹣+2HNO3=2N2O5+2H+ ，
所以答案是：N2O4﹣2e﹣+2HNO3=2N2O5+2H+；（4）常溫下，向0.1mol/L氨水中加入少許N2O5 ， 五氧化二氮和水反應生成硝酸，硝酸和氨水反應，溶液中c（NH3H2O）：c（NH4+）=5：9，溶液中溶質為硝酸銨和一水合氨，NH3H2ONH4++OH﹣ ， 25℃時．NH3H2O的電離平衡常數Kb=1.8×10﹣5= ，c（OH﹣）=10﹣5mol/L，c（H+）=10﹣9mol/L，PH=9，
所以答案是：9．
【考點精析】解答此題的關鍵在于理解化學平衡狀態本質及特征的相關知識，掌握化學平衡狀態的特征：“等”即 V正=V逆>0；“動”即是動態平衡，平衡時反應仍在進行；“定”即反應混合物中各組分百分含量不變；“變”即條件改變，平衡被打破，并在新的條件下建立新的化學平衡；與途徑無關，外界條件不變，可逆反應無論是從正反應開始，還是從逆反應開始，都可建立同一平衡狀態（等效），以及對弱電解質在水溶液中的電離平衡的理解，了解當弱電解質分子離解成離子的速率等于結合成分子的速率時，弱電解質的電離就處于電離平衡狀態；電離平衡是化學平衡的一種，同樣具有化學平衡的特征．條件改變時平衡移動的規律符合勒沙特列原理．