Question

（13分）氮元素是地球大气中含量最多的元素。

（1）氮元素和碳元素一样也存在一系列氢化物并有广泛应用。例如：NH₃、N₂H₄、N₃H₅、N₄H₆……。

①写出该系列氢化物的通式：               。

②N₄H₅Cl的同分异构体有        种。

（2）NH₃、OH^－、H₂O结合质子(H^＋)的能力由强到弱的顺序是            ，其理由用两个反应的离子方程式表示为NH₄^＋＋OH^－= NH₃＋H₂O和                  。

（3）在碱性介质中，用N₂H₄与NO₂可组合制成燃料电池，产物中无污染物，试写出该电池正极的电极反应式                       。

（4）①CaCO₃和适量稀HNO₃溶液反应时，每产生4.4g气体（不考虑气体溶解），放热a kJ，则该反应的热化学方程式为___________________。

②上述反应至无气泡逸出后，取适量残留溶液，插入pH传感器并逐滴滴入碳酸钠溶液，测得pH变化曲线如图所示。

请用离子方程式表示B－C段发生的反应：                        。

Answer

（1）NnHn＋2(n≥1) (1分) 3 (2分)

（2）OH－﹥NH3﹥H2O (2分) NH3＋H3O＋= NH4＋＋H2O (2分)

（3）4H2O＋2NO2＋8e－=N2＋8OH－ (2分)

（4）①CaCO3（s）＋2HNO3（aq）=Ca (NO3)2（aq）＋H2O（l）＋CO2（g）△H=－10a kJ/mol(2分)

②Ca2＋＋CO32－=CaCO3↓(2分)

【解析】

试题分析：（1）①根据分子式变化可知NH，所以该系列氢化物的通式为NnHn＋2(n≥1)。

②N4H5Cl的同分异构体有H2NNHNHNHCl、(NH2)2NNHCl、H2NNClNHNH2，共计3种。

（2）较强碱可以制备较弱碱，则根据NH4＋＋OH－= NH3＋H2O和NH3＋H3O＋= NH4＋＋H2O可知NH3、OH－、H2O结合质子(H＋)的能力由强到弱的顺序是OH－﹥NH3﹥H2O。

（3）原电池中负极失去电子，发生氧化反应，正极得到电子，发生还原反应，则该燃料电池中N2H4在负极通入，NO2在正极通入，则根据产物中无污染物可知电池正极的电极反应式为4H2O＋2NO2＋8e－=N2＋8OH－。

（4）①CaCO3和适量稀HNO3溶液反应时，每产生4.4g气体（不考虑气体溶解），放热a kJ，4.4g气体是CO2，物质的量是0.1mol，则该反应的热化学方程式为CaCO3（s）＋2HNO3（aq）=Ca (NO3)2（aq）＋H2O（l）＋CO2（g）△H=－10a kJ/mol 。

②根据图像可知A→BpH升高，这说明碳酸根消耗氢离子，B→CpH不变这说明碳酸根结合钙离子生成碳酸钙沉淀，C→D是碳酸根水解，溶液显碱性，则表示B－C段发生的反应为Ca2＋＋CO32－=CaCO3↓。

考点：考查同分异构体判断、物质结构、原电池、热化学方程式及离子反应等