Question

氮是一种重要的元素，其对应化合物在生产生活中有重要的应用。

(1)氮化铝(AlN)可用于制备耐高温的结构陶瓷，遇强碱会腐蚀，写出AlN与氢氧化钠溶液反应的离子方程式_______________。   

(2)氨是制备氮肥、硝酸等的重要原料②③

①己知：N₂(g)+3H₂(g) 2NH₃(g)  △H=-92.4kJ/mol

        N₂(g)+O₂(g) 2NO(g)  △H=+180 kJ/mol

        2H₂(g)+O₂(g) 2H₂O(1)  △H= -571.6 kJ/mol

试写出表示氨的标准燃烧热的热化学方程式________________。

②某电解法制氨的装置如右图所示，电解质只允许质子通过，试写出阴极的电极反应式__________。

(3)反应：2NO(g)+O₂(g)2NO₂(g)△H<0是制备硝酸过程中的一个反应。

①将NO和O₂按物质的量之比为2:1置于恒温恒容密闭容器中进行上述反应，得到NO₂体积分数与时间的关系如下图所示。保持其它条件不变，t₁时再向容器中充入适量物质的量之比为2：1的NO和O₂的混合气体，t₂时再次达到平衡，请画出t_l-t₃时间范围内NO₂体积分数随时间的变化曲线：____________。

②在研究此反应速率与温度的关系时发现，NO转化成NO₂的速率随温度升高反而减慢。进一步研究发现，上述反应实际是分两步进行的：

I  2NO(g) N₂O₂(g)  △H<0

II  N₂O₂(g)+O₂(g) 2NO₂(g)  △H<0

已知反应I能快速进行，试结合影响化学反应速率的因素和平衡移动理论分析，随温度升高，NO转化成NO₂的速率减慢的可能原因________。

(4)已知常温下，K_a(CH₃COOH)=K_b(NH₃·H₂O)=l.8×l0^-5。则常温下0.lmol/L的CH₃COONH₄溶液中，(CH₃COO^-)：c(NH₃·H₂O)=________________。

Answer

AlN+H2O+OH-=AlO2-+NH3↑NH3(g)+3/4O2(g)=1/2N2(g)+3/2H2O(l) △H=-382.5kJ/molN2十6H++6e-=2NH3当温度升高时，反应（I）向逆反应方向进行，且由于反应I进行速率相当快，瞬间达到平衡，使得体系中c(N2O2)浓度迅速减小，所以反应(II)，速率减慢180

【解析】（1）本题考查离子方程式的书写，利用元素及其化合物知识入手，反应方程式为AlN＋NaOH＋H2O=NaAlO2＋NH3↑，其离子反应方程式为：AlN+H2O+OH－=AlO2－+NH3↑ ；（2）①本题考查热化学反应方程式的计算，从盖斯定律入手，①N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)，②2H2(g)+O2(g) 2H2O(1)，氨气的燃烧热反应方程式为：NH3(g)+3/4O2(g)=1/2N2(g)+3/2H2O(l)，②×3/4－①/2得出NH3(g)+3/4O2(g)=1/2N2(g)+3/2H2O(l) △H=(－571.6×3/4＋92.4/2)kJ·mol－1=-382.5kJ·mol－1 ；②本题考查电解池中电极反应式的书写，电解池是制取NH3，N2的化合价由0价→－3价，化合价降低，得到电子，即左端为阴极，右端为阳极，电解质只允许质子通过，因此阴极反应式为：N2十6H＋+6e－=2NH3；（3）①本题考查影响化学平衡的移动，再通入2：1的NO和O2，瞬间NO2体积分数降低，平衡向正反应方向移动，NO2的体积分数增大，即图像是：；②本题考查影响化学反应速率和化学平衡的因素，当温度升高时，反应（I）向逆反应方向进行，且由于反应I进行速率相当快，瞬间达到平衡，使得体系中c(N2O2)浓度迅速减小，所以反应(II)，速率减慢，所以NO转化成NO的速率减慢；（4）因为CH3COOH和NH3·H2O电离平衡常数相同，因此CH3COO－和NH4＋水解程度相同，即CH3COOH和NH3·H2O的浓度相同，溶液显中性， c(CH3COO－)×c(H＋)/c(CH3COOH)=Ka，c(CH3COO－)/c(NH3·H2O)=Ka/c(H＋)=1.8×10－5/10－7=180。

点睛：本题综合性较强，可结合元素化合物、化学反应速率及平衡、燃烧热、电解池以及电离平衡常数等相关知识进行解答，电解池中电极反应式书写时，首先判断电极，阳极失去电子，化合价升高，阴极得到电子，化合价降低，N2→NH3，N的化合价降低，通NH3的一极为阴极，电解质只允许H＋通过，电极反应式为：N2十6H＋+6e－=2NH3。