Question

【題目】氮的氧化物種類較多，有N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等，它們應用廣泛。

（1）N2O是人類最早應用于醫療的麻醉劑之一。它可由NH4NO3在加熱條件下分解產生，此反應的化學方程式為______________________________。

（2）N2O4可作火箭高能燃料N2H4的氧化劑。已知：2NO2（g）N2O4（g）△H=﹣akJmol﹣1；N2H4（g）+O2（g）=N2（g）+2H2O（g）△H=﹣bkJmol﹣1；N2（g）+2O2（g）=2NO2（g）△H=+ckJmol﹣1；（a、b、c均大于0）。寫出氣態肼（N2H4）在氣態（N2O4）中燃燒生成氮氣和氣態水的熱化學方程式________。

（3）平衡常數K可用反應體系中氣體物質分壓表示，即K表達式中用平衡分壓代替平衡濃度，分壓=總壓 × 物質的量分數[例如p（NO2）=p總×x（NO2）]。則反應2NO2（g）N2O4（g）△H=﹣akJmol﹣1平衡常數Kp表達式為______（用p總、和各氣體物質的量分數x表示）。

（4）新型綠色硝化劑N2O5可以通過N2O4為原料用電解法制備，實驗裝置如圖所示。則電極B接直流電源的___極，電解池中生成N2O5的電極反應式為______________。

Answer 1

【答案】 NH4NO3N2O↑+2H2O 2N2H4（g）+N2O4（g）=3N2（g）+4H2O（g）△H=﹣（c－a+2b）kJmol—１ 負 N2O4+2HNO3－2e－=2N2O5＋2H＋

【解析】（1）NH4NO3在加熱條件下分解產生N2O，根據原子守恒可知還有水生成，則此反應的化學方程式為NH4NO3N2O↑+2H2O。

（2）已知：

①2NO2（g）N2O4（g）△H＝﹣akJmol﹣1；

②N2H4（g）+O2（g）＝N2（g）+2H2O（g）△H＝﹣bkJmol﹣1；

③N2（g）+2O2（g）＝2NO2（g）△H＝+ckJmol﹣1；

則根據蓋斯定律可知②×2－①－③即得到氣態肼（N2H4）在氣態（N2O4）中燃燒生成氮氣和氣態水的熱化學方程式為2N2H4（g）+N2O4（g）＝3N2（g）+4H2O（g）△H＝－（c－a+2b）kJmol—１。

（3）反應2NO2（g）N2O4（g）的平衡常數Kp表達式為＝。

（4）電極B產生N2O4，氮元素化合價降低，得到電子，是陰極，因此接直流電源的負極，電解池中生成N2O5的電極是陽極，其反應式為N2O4+2HNO3－2e－＝2N2O5＋2H＋。