Question

氮及其化合物與人們的生活息息相關(guān)．
（1）氮元素在周期表中的位置是

 

．
（2）實驗室可用銅與稀硝酸反應(yīng)制取NO，其離子方程式是

 

．為防止環(huán)境污染，可用堿液吸收氮的氧化物．NO與NO₂按物質(zhì)的量之比1：1被NaOH溶液完全吸收后得到一種鈉鹽，該鈉鹽的化學式是

 

．
（3）已知：①CH₄（g）+4NO₂（g）=4NO（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-574kJ?mol^-1
②CH₄（g）+4NO（g）=2N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-1160kJ?mol^-1
根據(jù)①和②，標準狀況下，4.48L CH₄恰好將NO₂轉(zhuǎn)化為N₂時，△H=

 

．
關(guān)于①和②，下列說法正確的是

 

（填字母）．
a．由反應(yīng)①可推知：CH₄（g）+4NO₂（g）=4NO（g）+CO₂（g）+2H₂O（l）△H＜-574kJ?mol^-1
b．等物質(zhì)的量的甲烷分別發(fā)生反應(yīng)①、②，轉(zhuǎn)移電子數(shù)相同
c．如圖可表示①的反應(yīng)過程和能量關(guān)系
（4）同溫同壓下，3.5L NH₃恰好將3.0L NO和NO₂的混合氣完全轉(zhuǎn)化為N₂，則原混合氣中 NO和NO₂的體積比是

 

．

Answer 1

分析：（1）氮元素原子核外有2個電子層，最外層電子數(shù)為5，據(jù)此解答；
（2）銅與稀硝酸反應(yīng)生成硝酸銅、NO與水；
NO與NO₂發(fā)生反應(yīng)為歸中反應(yīng)，根據(jù)N元素的化合價可知應(yīng)生成NaNO₂；
（3）根據(jù)蓋斯定律書寫CH₄將NO₂轉(zhuǎn)化為N₂的熱化學方程式，再計算4.48L CH₄的物質(zhì)的量，結(jié)合熱化學方程式計算；
a．氣態(tài)水的能量比液態(tài)水的能量，生成液態(tài)水放出的熱量更多；
b．兩個反應(yīng)中只有甲烷為還原劑，都氧化生成二氧化碳，甲烷的物質(zhì)的量相等，轉(zhuǎn)移電子數(shù)目相等；
c．反應(yīng)過程與能量關(guān)系圖象應(yīng)指明具體物質(zhì)的物質(zhì)的量；
（4）令NO和NO₂的體積分別為xL、yL，根據(jù)二者體積與電子轉(zhuǎn)移守恒列方程計算．

解答：解：（1）氮元素原子核外有2個電子層，最外層電子數(shù)為5，氮元素處于第二周期第ⅤA族；
故答案為：第二周期第ⅤA族；
（2）銅與稀硝酸反應(yīng)生成硝酸銅、NO與水，反應(yīng)離子方程式為：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；
NO與NO₂發(fā)生反應(yīng)為歸中反應(yīng)，根據(jù)N元素的化合價可知應(yīng)生成NaNO₂，
故答案為：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；NaNO₂；
（3）已知：①CH₄（g）+4NO₂（g）=4NO（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-574kJ?mol^-1
②CH₄（g）+4NO（g）=2N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-1160kJ?mol^-1
由蓋斯定律，①+②得2CH₄（g）+4NO₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（g）△H=-1734kJ?mol^-1
標準狀況下，4.48L CH₄的物質(zhì)的量為0.2mol，故標準狀況下，4.48L CH₄恰好將NO₂轉(zhuǎn)化為N₂時，△H=（-1734kJ?mol^-1）×

0.2mol

2mol

=-173.4 kJ?mol^-1；
a．氣態(tài)水的能量比液態(tài)水的能量，生成液態(tài)水放出的熱量更多，故a正確；
b．兩個反應(yīng)中只有甲烷為還原劑，都氧化生成二氧化碳，甲烷的物質(zhì)的量相等，轉(zhuǎn)移電子數(shù)目相等，故b正確；
c．反應(yīng)過程與能量關(guān)系圖象應(yīng)指明具體物質(zhì)的物質(zhì)的量，故c錯誤；
故答案為：-173.4 kJ?mol^-1；ab；
（4）令NO和NO₂的體積分別為xL、yL，
由二者體積之和可得：x+y=3，
體積之比等于物質(zhì)的量之比，由電荷守恒可知：2x+4y=3.5×3，
聯(lián)立方程，解得x=0.75，y=2.25，
故原混合氣中 NO和NO₂的體積比是0.75：2.25=1：3，
故答案為：1：3．

點評：本題考查結(jié)構(gòu)位置關(guān)系、常用化學用語、反應(yīng)熱的有關(guān)計算、氧化還原反應(yīng)等，難度中等，是對學生運用知識解決問題的綜合考查．