Question

氮及其化合物在工业生产和国防建设中有广泛应用。回答下列问题：

（1）氮气性质稳定，可用作保护气。请用电子式表示氮气的形成过程：                    。

（2）联氨（N₂H₄）是一种还原剂。已知：H₂O(l）=H₂O(g）△H=+44kJ/mol。试结合下表数据，写出N₂H₄ (g）燃烧热的热化学方程式：                       。

化学键	N—H	N—N	N=N	N≡N	O=O	O—H
键能（kJ/mol）	390.8	193	418	946	497.3	462.8

（3）KCN可用于溶解难溶金属卤化物。将AgI溶于KCN溶液中，形成稳定的Ag(CN）₂^-，该转化的离子方程式为：                               。若已知Ksp(AgI）=1.5×10^-16，K_稳Ag(CN）₂^-]=1.0×10²¹，则上述转化方程式的平衡常数K=                  。（提示：K_稳越大，表示该化合物越稳定）

（4）氨的催化氧化用于工业生产硝酸。该反应可设计成新型电池，试写出碱性环境下，该电池的负极电极反应式：                             。

（5）将某浓度的NO₂气体充入一恒容绝热容器中，发生反应2NO₂ N₂O₄其相关图像如下。

①0~3s时v(NO₂）增大的原因是                                     。

②5s时NO₂转化率为                。

Answer

（1）（1分）

（2）N2H4 (g）+O2(g）=N2(g）+2H2O(l） △H=-631.7kJ/mol （2分）

（3）AgI(s）+2CN—(aq）Ag(CN）2—(aq）+I—(aq）（2分） 1.5×105（2分）

（4）NH3—5e—+5OH—=NO+4H2O（2分）

（5）容器为绝热体系，该反应正向进行放热，体系温度升高，v(NO2）增大（1分）； 75%

【解析】

试题分析：（1）氮气是含有氮氮三键的单质，用电子式表示氮气的形成过程为；

（2）△H等于反应物的键能之和－生成物的键能之和，N2H4 (g）燃烧热的热化学方程式为N2H4 (g）+O2(g）=N2(g）+2H2O(l） △H=(390.8×4+193+497.3）-(946+462.8×4）-44×2=—631.7kJ/mol；

（3）KCN可用于溶解难溶金属卤化物。将AgI溶于KCN溶液中，形成稳定的Ag(CN）2—，该转化的离子方程式为AgI(s）+2CN－(aq）Ag(CN）2－(aq）+I－(aq）；则上述转化方程式的平衡常数K====1.5×105；

（4）氨的催化氧化的方程式为4NH3+5O2═4NO+6H2O，该反应设计成新型电池，在碱性环境下，该电池的负极上氨气失去电子生成一氧化氮气体，电极反应式为NH3—5e－+5OH－=NO+4H2O；

（5）①依据反应是放热反应，在绝热恒容容器中，反应放热，温度升高，反应速率增大，随反应进行二氧化氮浓度减小，反应未达到平衡，0～3s时v(NO2）增大是由于体系温度升高。

②分析图象5s二氧化氮变化浓度=2mol/L-0.5mol/L=1.5mol/L，因此5s时NO2转化率为＝×100%＝75%。

【考点定位】本题主要是考查热化学方程式的书写、电极方程式的书写、Ksp的计算以及外界条件对反应速率和平衡状态的影响等

【名师点晴】应用盖斯定律进行简单计算时，关键在于设计反应过程，同时注意：①参照新的热化学方程式(目标热化学方程式），结合原热化学方程式(一般2～3个）进行合理“变形”，如热化学方程式颠倒、乘除以某一个数，然后将它们相加、减，得到目标热化学方程式，求出目标热化学方程式的ΔH与原热化学方程式之间ΔH的换算关系。②当热化学方程式乘、除以某一个数时，ΔH也应相应地乘、除以某一个数；方程式进行加减运算时，ΔH也同样要进行加减运算，且要带“＋”“－”符号，即把ΔH看作一个整体进行运算。③将一个热化学方程式颠倒书写时，ΔH的符号也随之改变，但数值不变。④在设计反应过程中，会遇到同一物质的三态(固、液、气）的相互转化，状态由固→液→气变化时，会吸热；反之会放热。答题时注意灵活应用。