Question

氢叠氮酸（HN₃）及其盐（如NaN₃、NH₄N₃、CuN₃等）都具有爆炸性，最近南京理工大学胡丙成教授团队成功合成出PHAC，其化学式为(N₃)₆(H₃O)₃(NH₄)₄Cl。回答下列问题：

（1）PHAC中“N₃”的化合价为______。N₂F₂的电子式为_______。

（2）汽车安全气囊中的NaN₃可发生下列反应：

NaN₃(s)=Na(s)+3/2N₂(g)    △H₁；

2NaN₃(s)+CuO(s)=Na₂O(s)+3N₂(g)+Cu(s)   △H₁；

则反应CuO(s)+2Na(s)=Na₂O(s)+Cu(s)   △H=_______（用△H₁和△H₂表示）

（3）25℃时，将lmolNH₄N₃投入一2L的恒容密闭容器中，0.5min后反应达到平衡，测得生成的两种单质的物质的量之和为1.6mol, 则NH₄N₃的平衡转化率为_______，25℃时该反应的平衡常数K=________。

（4）氢叠氮酸（HN₃）易溶于水，且酸性与醋酸相近。

①HN₃在水溶液中的电离方程式为_______________.

② 0.1mol/L的HN₃溶液与0.1mol/L的NaN₃等体积混合，混合溶液中各离子浓度由大到小的顺序为__________________。

③ 已知T℃时，K_sp(CuN₃)=5.0×10^-9，K_sp(Cu₂S)=2.5×10^-48，则相同温度下反应：

Cu₂S(s)+2N₃^-(aq)2CuN₃(s)+S^2-(aq)的平衡常数K=_________.

Answer

–l △H2-2△H1 40% 0.0256 HN3H++N3- c(N3-)>c(Na+)>c(H+)＞c(OH-) 1.0×10-31

【解析】（1）根据正负价代数和为0可知PHAC中“N3”的化合价为－价。根据8电子稳定结构可知N2F2的电子式为。（2）已知：

①NaN3(s)=Na(s)+3/2N2(g) △H1；

②2NaN3(s)+CuO(s)=Na2O(s)+3N2(g)+Cu(s) △H1；

则根据盖斯定律可知②－①×2即得到反应CuO(s)+2Na(s)=Na2O(s)+Cu(s) △H=△H2-2△H1。

（3）根据反应的方程式可知

NH4N3=2H2↑+2N2↑

起始浓度（mol/L） 0.5 0 0

转化浓度（mol/L） x 2x 2x

平衡浓度（mol/L） 0.5-x 2x 2x

则2x+2x＝1.6/2，解得x＝0.2

因此NH4N3的平衡转化率为0.2/0.5×100%＝40%，25℃时该反应的平衡常数K=。

（4）①氢叠氮酸（HN3）易溶于水，且酸性与醋酸相近，因此HN3在水溶液中的电离方程式为HN3H++N3-。②由于酸性与醋酸相近，因此0.1mol/L的HN3溶液与0.1mol/L的NaN3等体积混合后显酸性，则混合溶液中各离子浓度由大到小的顺序为c(N3-)>c(Na+)>c(H+)＞c(OH-)。③相同温度下反应Cu2S(s)+2N3-(aq)2CuN3(s)+S2-(aq)的平衡常数K=。