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Kb（NH3·H2O）=__________________。

 

Answer 1

【答案】

（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Kb（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。