Question

合理应用和处理含氮的化合物，在生产、生活中有重要意义。回答下列问题:

(1)在紫外光照射的条件下，氯气与偏二甲肼[(CH₃)₂NNH₂]可快速反应，偏二甲肼转化为CH₃OH和N₂，该反应的化学方程式为______________________________。

(2)连二次硝酸(H₂N₂O₂)是一种二元酸，可用于制N₂O气体。25℃时，连二次硝酸的电离常数K_a1＝6.17×10^-8，K_a2＝2.88×10^-12

①25℃时0.1mol・L^-1NaHN₂O₂溶液中离子浓度由大到小的顺序为____________________________。

②25℃时向0.1 mol・L^-1连二次硝酸溶液中逐滴滴入NaOH溶液，当溶液的pH＝10时，C(N₂O₂^2-)/ C(H₂N₂O₂)=________。

(3)亚硝酰氯可由NO与Cl₂反应制得，反应原理为2NO(g)+ Cl₂ (g)2C1NO(g)。按投料比n(NO)：n(Cl₂) ＝2:1把NO和Cl₂充入一恒压的密闭容器中发生上述反应，NO的平衡转化率与温度T的关系如图所示：

①该反应的△H_____(填“＞”“＜”或“＝”)0。

②M点时容器内NO的体积分数为____。

③若反应一直保持在P压强条件下进行，则M点的平衡常数Kp=____________，(用含P的表达式表示)。

(4)工业上电解NO制备NH₄NO₃可以变废为宝，其工作原理如图所示、电解时阳极反应式为___________,为使电解产物全部转化为NH₄NO₃，需要补充物质A，物质A化学式为__________。

Answer

2Cl2 + 2H2O + (CH3)2NNH2 = 2CH3OH + N2 + 4HCl c(Na+) > c(HN2O2－) > c(OH－) > c(H+) > c(N2O22－) 17.8 < 40% NO － 3e－ +2 H2O = 4H+ +NO3－ NH3

【解析】

(1)氯气与偏二甲肼[(CH3)2NNH2]可快速反应生成CH3OH、N2和盐酸，根据氧化还原反应写出反应的化学方程式。

(2)①25℃时0.1mol・L-1NaHN2O2溶液水解常数与电离平衡常数比较，水解占主要，得出离子浓度由大到小的顺序；②25℃时向0.1 mol・L-1连二次硝酸溶液中逐滴滴入NaOH溶液，当溶液的pH＝10时，电离平衡常数相乘得出。

(3)①如图，升高温度，转化率减小，平衡逆向移动，逆向是吸热反应；②n(NO)：n(Cl2) ＝2:1，假设n(NO) ＝2mol，n(Cl2) ＝1mol，M点时NO转化率为50%，三段式建立关系计算得出体积分数和表示出压强平衡常数。

(4)根据示意图，阳极变化NO → NO3－，阴极NO → NH4+，根据电极反应方程式书写三步曲，看介质环境配平衡，当外电路阴阳两极转移电子数目相等时，产生的n(NO3－) > n(NH4+)，所以要使电解产物全部转化为NH4NO3，得出需要补充的物质。

(1)氯气与偏二甲肼[(CH3)2NNH2]可快速反应生成CH3OH、N2和盐酸，反应的化学方程式为 2Cl2 + 2H2O + (CH3)2NNH2 = 2CH3OH + N2 + 4HCl，故答案为：2Cl2 + 2H2O + (CH3)2NNH2 = 2CH3OH + N2 + 4HCl。

(2)①25℃时0.1mol・L-1NaHN2O2溶液水解常数，水解占主要，溶液显碱性，因此离子浓度由大到小的顺序为c(Na+) > c(HN2O2－) > c(OH－) > c(H+) > c(N2O22－)，故答案为：c(Na+) > c(HN2O2－) > c(OH－) > c(H+) > c(N2O22－)。

②25℃时向0.1 mol・L-1连二次硝酸溶液中逐滴滴入NaOH溶液，当溶液的pH＝10时，将，，故答案为：17.8。

(3)①如图，升高温度，转化率减小，平衡逆向移动，逆向是吸热反应，正向放热反应，该反应的△H ＜ 0，故答案为：＜。

②n(NO)：n(Cl2) ＝2:1，假设n(NO) ＝2mol，n(Cl2) ＝1mol，M点时NO转化率为50%，

M点时容器内NO的体积分数为，答案为40%。

③若反应一直保持在P压强条件下进行，则M点的平衡常数；故答案为：。

(4)根据示意图，阳极变化NO → NO3－，阴极NO → NH4+，根据电极反应方程式书写三步曲，看介质环境配平衡，可以书写阴极和阳极方程式分别为：NO + 5e－ + 6 H+ = H2O + NH4+，NO － 3e－ +2 H2O = 4H+ +NO3－，当外电路阴阳两极转移电子数目相等时，产生的n(NO3－) > n(NH4+)，所以要使电解产物全部转化为NH4NO3，需要补充NH3与氢离子反应生成NH4+；故答案为：NO － 3e－ +2 H2O = 4H+ +NO3－；NH3。