Question

氮、磷、砷是原子序数依次增大的同一主族的三种元素，其化合物在工业农业中有重要用途。

(1)氮有多种重要的化合物。其中，N₂O可用作发泡剂。

①NH₃在加热和有催化剂的条件下，可以与O₂反应生成N₂O，该反应的化学方程式是_________。

②在体积为1L的密闭容器中充入1mol N₂O气体，发生反应2N₂O(g) 2N₂(g)+O₂(g)。在不同温度下N₂O的平衡转化率如下图所示。该反应的△H_________0（填“>”、“<”或“=” ），P₁_______P₂（填“大于”、“小于”或“等于”），370℃时，该反应的平衡常数K=_________。

(2)PH₃和NH₃与卤化氢的反应相似，产物的结构与性质也相似，下列对PH₃与HCl反应产物的推断正确的是_________（选填字母序号）。

a.能与NaOH溶液反应           b.含有离子键与非极性共价键     c.水溶液显酸性

(3)三价砷有剧毒，五价砷毒性减弱。含As₂O₃的污水可被次氯酸钠碱性溶液转化为AsO₄^3-而降低毒性。该反应的离子方程式是_________。

(4)HNO₃、H₃PO₄、H₃AsO₄的酸性由强到弱的关系是________，请用原子结构理论解释原因__________。

Answer

2NH3+2O2N2O+3H2O > 小于 0.089 a c As2O3+2ClO— +6OH—=2AsO43—+2Cl—+3H2O HNO3>H3PO4>HAsO3 N、P、As三种非金属元素位于同主族，最外层电子数相同，随着原子序数逐渐增大，原子半径也逐渐增大，非金属性逐渐减弱，最高价氧化物对应水化物酸性减弱

【解析】

(1)①NH3在加热和有催化剂的条件下，与O2反应生成N2O，根据元素守恒，产物还有H2O，据此写出化学方程式；
②升高温度，N2O的转化率增大，平衡正移，结合温度对平衡移动的影响判断△H；温度相同时，P1对应N2O的转化率大，说明P1相对于P2平衡正移，结合该反应为气体体积增大的反应即可得结论；根据已知数据列三段式求解，K= ；
(2)NH3+HCl=NH4Cl，产物NH4Cl可与NaOH溶液反应，NH4Cl含有离子键和极性共价键，NH4Cl水解使溶液呈酸性，联系题意寻找答案；
(3)As2O3被次氯酸钠碱性溶液转化为AsO43-，同时结合化合价升降可知，次氯酸钠转化为Cl-，结合电荷守恒书写离子方程式；
(4)同主族元素最外层电子数相同，随着原子序数逐渐增大，原子半径也逐渐增大，非金属性逐渐减弱，最高价氧化物对应水化物酸性减弱。

(1)①NH3在加热和有催化剂的条件下，与O2反应生成N2O，根据元素守恒，产物还有H2O，化学方程式为：2NH3+2O2=N2O+3H2O，故答案为：2NH3+2O2N2O+3H2O；
②根据图示，升高温度，N2O的转化率增大，平衡正移，说明正反应为吸热反应，△H＞0；
温度相同时，P1对应N2O的转化率大，说明P1相对于P2平衡正移，结合该反应为气体体积增大的反应，所以P1＜P2；
已知起始量1mol N2O，370℃时，N2O的转化率为40%，则△n(N2O)=1mol×40%=0.4mol，列三段式如下：

平衡常数K==0.089mol/L；故答案为：＞；小于；0.089mol/L；
(2)由于PH3和NH3与卤化氢的反应相似，产物的结构与性质也相似，而NH3+HCl=NH4Cl，产物NH4Cl可与NaOH溶液反应，NH4Cl含有离子键和极性共价键，NH4Cl水解使溶液呈酸性，故答案为：ac；
(3)As2O3被次氯酸钠碱性溶液转化为AsO43-，同时结合化合价升降可知，次氯酸钠转化为Cl-，结合电荷守恒书写离子方程式为：As2O3+2ClO-+6OH-=2AsO43-+2Cl-+3H2O，故答案为：As2O3+2ClO-+6OH-=2AsO43-+2Cl-+3H2O；
(4)N、P、As三种非金属元素位于同主族，最外层电子数相同，随着原子序数逐渐增大，原子半径也逐渐增大，非金属性逐渐减弱，最高价氧化物对应水化物酸性减弱，所以HNO3、H3PO4、H3AsO4的酸性由强到弱的关系是：HNO3＞H3PO4＞H3AsO4，故答案为：HNO3＞H3PO4＞H3AsO4；N、P、As三种非金属元素位于同主族，最外层电子数相同，随着原子序数逐渐增大，原子半径也逐渐增大，非金属性逐渐减弱，最高价氧化物对应水化物酸性减弱。