Question

【題目】氮、磷、砷是原子序數依次增大的同一主族的三種元素，其化合物在工業農業中有重要用途。

(1)氮有多種重要的化合物。其中，N2O可用作發泡劑。

①NH3在加熱和有催化劑的條件下，可以與O2反應生成N2O，該反應的化學方程式是_________。

②在體積為1L的密閉容器中充入1mol N2O氣體，發生反應2N2O(g) 2N2(g)+O2(g)。在不同溫度下N2O的平衡轉化率如下圖所示。該反應的△H_________0（填“>”、“<”或“=” ），P1_______P2（填“大于”、“小于”或“等于”），370℃時，該反應的平衡常數K=_________。

(2)PH3和NH3與鹵化氫的反應相似，產物的結構與性質也相似，下列對PH3與HCl反應產物的推斷正確的是_________（選填字母序號）。

a.能與NaOH溶液反應 b.含有離子鍵與非極性共價鍵 c.水溶液顯酸性

(3)三價砷有劇毒，五價砷毒性減弱。含As2O3的污水可被次氯酸鈉堿性溶液轉化為AsO43-而降低毒性。該反應的離子方程式是_________。

(4)HNO3、H3PO4、H3AsO4的酸性由強到弱的關系是________，請用原子結構理論解釋原因__________。

Answer 1

【答案】2NH3+2O2N2O+3H2O > 小于 0.089 a c As2O3+2ClO— +6OH—=2AsO43—+2Cl—+3H2O HNO3>H3PO4>HAsO3 N、P、As三種非金屬元素位于同主族，最外層電子數相同，隨著原子序數逐漸增大，原子半徑也逐漸增大，非金屬性逐漸減弱，最高價氧化物對應水化物酸性減弱

【解析】

(1)①NH3在加熱和有催化劑的條件下，與O2反應生成N2O，根據元素守恒，產物還有H2O，據此寫出化學方程式；
②升高溫度，N2O的轉化率增大，平衡正移，結合溫度對平衡移動的影響判斷△H；溫度相同時，P1對應N2O的轉化率大，說明P1相對于P2平衡正移，結合該反應為氣體體積增大的反應即可得結論；根據已知數據列三段式求解，K= ；
(2)NH3+HCl=NH4Cl，產物NH4Cl可與NaOH溶液反應，NH4Cl含有離子鍵和極性共價鍵，NH4Cl水解使溶液呈酸性，聯系題意尋找答案；
(3)As2O3被次氯酸鈉堿性溶液轉化為AsO43-，同時結合化合價升降可知，次氯酸鈉轉化為Cl-，結合電荷守恒書寫離子方程式；
(4)同主族元素最外層電子數相同，隨著原子序數逐漸增大，原子半徑也逐漸增大，非金屬性逐漸減弱，最高價氧化物對應水化物酸性減弱。

(1)①NH3在加熱和有催化劑的條件下，與O2反應生成N2O，根據元素守恒，產物還有H2O，化學方程式為：2NH3+2O2=N2O+3H2O，故答案為：2NH3+2O2N2O+3H2O；
②根據圖示，升高溫度，N2O的轉化率增大，平衡正移，說明正反應為吸熱反應，△H＞0；
溫度相同時，P1對應N2O的轉化率大，說明P1相對于P2平衡正移，結合該反應為氣體體積增大的反應，所以P1＜P2；
已知起始量1mol N2O，370℃時，N2O的轉化率為40%，則△n(N2O)=1mol×40%=0.4mol，列三段式如下：

平衡常數K==0.089mol/L；故答案為：＞；小于；0.089mol/L；
(2)由于PH3和NH3與鹵化氫的反應相似，產物的結構與性質也相似，而NH3+HCl=NH4Cl，產物NH4Cl可與NaOH溶液反應，NH4Cl含有離子鍵和極性共價鍵，NH4Cl水解使溶液呈酸性，故答案為：ac；
(3)As2O3被次氯酸鈉堿性溶液轉化為AsO43-，同時結合化合價升降可知，次氯酸鈉轉化為Cl-，結合電荷守恒書寫離子方程式為：As2O3+2ClO-+6OH-=2AsO43-+2Cl-+3H2O，故答案為：As2O3+2ClO-+6OH-=2AsO43-+2Cl-+3H2O；
(4)N、P、As三種非金屬元素位于同主族，最外層電子數相同，隨著原子序數逐漸增大，原子半徑也逐漸增大，非金屬性逐漸減弱，最高價氧化物對應水化物酸性減弱，所以HNO3、H3PO4、H3AsO4的酸性由強到弱的關系是：HNO3＞H3PO4＞H3AsO4，故答案為：HNO3＞H3PO4＞H3AsO4；N、P、As三種非金屬元素位于同主族，最外層電子數相同，隨著原子序數逐漸增大，原子半徑也逐漸增大，非金屬性逐漸減弱，最高價氧化物對應水化物酸性減弱。