Question

氮元素的化合物种类繁多，性质也各不相同。

（1）NO₂有较强的氧化性，能将SO₂氧化生成SO₃，本身被还原为NO，已知下列两反应过程中能量变化如图所示：

则NO₂氧化SO₂的热化学方程式为_________________________________。

（2）在2L密闭容器中放入1mol氨气，在一定温度进行如下反应：

2NH₃(g)N₂（g）+3H₂（g），反应时间(t)与容器内气体总压强(p)的数据见下表

时间t/min	0	1	2	3	4	5
总压强p 100 kPa	5	5.6	6.4	6.8	7	7

则平衡时氨气的转化率为___________。

（3）肼（N₂H₄）又称联氨，是一种可燃性的液体，可用作火箭燃料。在空气中完全燃烧生成氮气，当反应转移0.2mol电子时，生成气体在标准状况下的体积为______________。联氨溶于水可以发生与氨水类似的电离，试写出联氨在水溶液中的电离方程式：

__________________（写一步即可）。

（4）NH₄⁺在溶液中能发生水解反应。在25℃时，0.1mol/L氯化铵溶液由水电离出的氢离子浓度为1×10^-5 mol/L，则在该温度下此溶液中氨水的电离平衡常数K_b（NH₃·H₂O）=__________________。

Answer

（1）NO2（g）+SO2（g）SO3（g）+NO（g） ΔH=－41.8kJ/mol（2分）

（2）40%（2分）

（3） 1.12L（2分）；N2H4＋H2ON2H5＋＋OH－ （2分）

（4） Kb（NH3·H2O）＝1×10-5mol/L（2分）

【解析】

试题分析：（1）根据图1可得：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=－196.6kJ•mol‾1，根据图2可得：2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) ΔH=－113.0kJ•mol‾1，根据盖斯定律可得NO2（g）+SO2（g）SO3（g）+NO（g） ΔH=1/2ΔH1—1/2ΔH2=－41.8kJ•mol‾1

（2）气体的压强之比等于物质的量之比，根据三段式进行计算：设氨气的转化率为x

2NH3(g)N2（g）+3H2（g）

起始物质的量（mol） 1 0 0

转化物质的量（mol） x x/2 3/2x

平衡物质的量（mol） 1-x x/2 3/2x

1：（1+x）=5:7，解得x=40%

（3）N2H4转化为N2，N元素由 -2价升高至0价，所以电子转移为：N2H4 ~ N2 ~ 4e‾，n（N2）=1/4n（e‾）=0.05mol，故在标准状况下的体积为1.12L；联氨溶于水可以发生与氨水类似的电离，N2H4与H+形成配位键，所以电离方程式为：N2H4＋H2ON2H5＋＋OH－ 

（4）c(OH‾)=Kw/c(H+)=10-9mol•L‾1，c(NH3•H2O)=c(H+)=10-5mol•L‾1，所以Kb（NH3·H2O）=c(NH4+)•c(OH‾)/c(NH3•H2O)=0.1mol/L×10-9mol•L‾1/10-5mol•L‾1=1×10-5mol/L

考点：本题考查热化学方程式的书写、化学平衡和平衡常数的计算、电离方程式的书写。