Question

氮及其化合物在工农业生产生活中应用广泛，请解决下列问题。

(1)化合物甲(由氮和另一种常见的主族元素组成)是一种新型无机材料。将 8.2g 甲溶于足量的氢氧化钠溶液，可产生标准状况下为 4.48L 的气体，该气体可作制冷剂。向反应后的溶滚中逐滴加入稀盐酸，产生白色沉淀质量最大为 15.6g，继续滴加沉淀消失。则甲溶于氢氧化钠的化学方程式为_____________________。

(2)NH₃催化还原氮氧化物是目前应用广泛的烟气氮氧化物脱除技术。例如：

4NH₃(g)+6NO(g)5N₂(g)+6H₂O(g) △H₁

己知：①H₂O(l)=H₂O(g) △H₂

②4N_H3(g)+5O₂(g)=4NO(g)+6H₂O(g) △H₃

则 NH₃(g)的标准燃烧热△H=____________________。

(3)以FeSO₄作催化剂在不同温度下，经过相同的时间测试氨还原氮氧化物效果如图1，当反应在400～450℃，NO_x 的转化率随温度升高而降低。当体系温度升至 500℃以上时． NO_x 的转化率迅速下降，其可能原因是______________________。图2反映的是在400℃N₂的体积分数与反应物中 c(NH₃)/c(NO_x)的关系，请在下面的图2上画出450℃的变化趋势曲线。

(4)N₂O₅ 是绿色硝化试剂，溶于水可得硝酸。下图是以 N₂O₄为原料电解制备N₂O₅的装置示意图。写出阳极区生成 N₂O₅ 的电极反应式是________________。

(5)常温下，向 0.1mol/L 氨水中加入少许 N₂O₅，使溶液中 c(NH₃·H₂O):c(NH₄⁺)=5:9，此时溶液的 pH=___________。( 25℃时． NH₃·H₂O 的电离平衡常数 K_b=1.8×10^-5)

Answer

(1) AlN+NaOH+H2O=NaAlO2+NH3↑；

(2) ；

(3)催化剂活性降低( FeSO4 受热分解)；；

(4) N2O4-2e-+2HNO3=2N2O5+2H+(写成 N2O4-2e-+2NO3-=2N2O5 给分)；

(5) 9。

【解析】

试题分析：(1)化合物甲(由氮和另一种常见的主族元素组成)，溶于足量的氢氧化钠溶液，产生的气体可作制冷剂为氨气，产生标准状况下为4.48L的气体，n(NH3)==0.2mol，反应后的溶滚中逐滴加入稀盐酸，先沉淀后沉淀为溶解，为铝的化合物的特征，产生白色沉淀质量最大为15.6g，为氢氧化铝，n[Al(OH)3]==0.2mol，则m(N)+m(Al)=0.2mol×14g/mol+0.2mol×27g/mol=8.2g，则8.2g甲为AlN，甲溶于氢氧化钠的化学方程式为AlN+NaOH+H2O=NaAlO2+NH3↑，故答案为：AlN+NaOH+H2O=NaAlO2+NH3↑；

(2)氨气燃烧生成氮气和水，①4NH3(g)+6NO(g)⇌5N2(g)+6H2O(g)△H1②H2O(l)=H2O(g)△H2 ③4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g)△H3根据盖斯定律，将已知热化学方程式(③×3+①×2-②×30)得：4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(l)△H=，故答案为：；

(3)当反应在400～450℃，NOx的转化率随温度升高而降低．当体系温度升至500℃以上时，催化剂硫酸亚铁受热分解，催化剂活性降低，所以450℃的变化趋势曲线图为：，故答案为：催化剂活性降低(FeSO4受热分解)；；

(4)NO2可电解制备绿色硝化试剂N2O5．N元素化合价升高，NO2被氧化，电极方程式为N2O4-2e-+2HNO3=2N2O5+2H+，故答案为：N2O4-2e-+2HNO3=2N2O5+2H+；

(5)常温下，向0.1mol/L氨水中加入少许N2O5，五氧化二氮和水反应生成硝酸，硝酸和氨水反应，溶液中c(NH3•H2O)：c(NH4+)=5：9，溶液中溶质为硝酸铵和一水合氨，NH3•H2O⇌NH4++OH-，25℃时．NH3•H2O的电离平衡常数Kb=1.8×10-5=，c(OH-)=10-5mol/L，c(H+)=10-9mol/L，PH=9，故答案为：9。

【考点定位】考查氮化合物的性质

【名师点晴】本题综合考查含氮化合物知识，为高频考点，侧重考查学生的分析、计算能力，题目涉及化学方程式书写以及电解知识、弱电解质的电离，注意把握盖斯定律以及电解原理的应用。本题中化合物甲(由氮和另一种常见的主族元素组成)，溶于足量的氢氧化钠溶液，产生的气体可作制冷剂为氨气，反应后的溶滚中逐滴加入稀盐酸，先沉淀后沉淀为溶解，为铝的化合物的特征，结合相关数据推出化合物甲为氮化铝。