Question

研究氮及其化合物具有重要意义．请回答下列问题：
（1）脱硝技术可用于处理废气中的氮氧化物，发生的化学反应为：
2NH₃（g）+N0（g）+N0₂（g）

催化剂

180℃

2N₂（g）+3H₂0（g）△H＜0，反应的氧化剂是

 

．
（2）已知NO₂和N₂O₄可以相互转化：2N0₂（g）?N₂0₄（g）△H＜0，现将一定量的混合气体通入一恒 温密闭容器中反应，浓度随时间变化关系如图1所 示．则图1中两条曲线X和Y，表示N₂O₄浓度变化的是

 

，b、c、d三点的化学反应速率大小关系是

 

；25min时，曲线发生图中变化，可采取的措施是

 

（3）25℃时，将NH₃溶于水得100mL0.1mol?L^-1的氨水，测得pH=11，则该条件下，NH₃?H₂O的电离平衡常数Kb=

 

（4）已知：N₂（g）+O₂（g）═2NO（g）△H=+180kJ?mol^-1
            2NO（g）+O₂（g）═2NO₂（g）△H=-112kJ?mol^-1
              2C（s）+O₂（g）═2CO△H=-221kJ?mol^-1
             C（s）+O₂（g）═CO₂△H=-393kJ?mol^-1
则反应4CO（g）+2NO₂═4CO₂（g）+N₂（g）△H=

 

．
（5）用电化学法可获得N₂0₅．如图2装置中，阳极的电极 反应式为：N₂O₄+2HNO₃-2e^-═2N₂O₅+2H⁺，则该电解反应的化学方程式为

 

．

Answer 1

考点：用盖斯定律进行有关反应热的计算,氧化还原反应,电极反应和电池反应方程式,物质的量或浓度随时间的变化曲线

专题：化学反应中的能量变化,化学平衡专题,电化学专题

分析：（1）根据氮元素的化合价判断；
（2）根据2N0₂（g）?N₂0₄（g）可知，N0₂的变化应该是N₂0₄的2倍，故变化慢的是N₂0₄；
（3）根据氨水电离生成等量的铵根离子和氢氧根离子，求出平衡时各离子的浓度，在利用电离度、电离平衡常数的公式求解；
（4）根据盖斯定律求出△H；
（5）分析阳极和阴极的电极反应式，然后写出电解反应的化学方程式．

解答： 解：（1）根据氮元素的化合价的变化可知，N0、N0₂的化合价降低被还原，做氧化剂，故答案为：N0、N0₂；
（2）根据2N0₂（g）?N₂0₄（g）可知，N0₂的浓度变化应该是N₂0₄浓度变化的2倍，故变化慢的是N₂0₄；c、d两点是在同一时间段内的平衡状态上的两点，所以v（c）=v（d），又因为d点的二氧化氮的浓度比b点大，所以v（d）＞v（b），因此v（c）=v（d）＞v（b）；25min时，根据曲线发生图中变化可知二氧化氮的浓度瞬间增大，而四氧化二氮没变，所以改变的条件是增加N0₂浓度；故答案为：Y；v（c）=v（d）＞v（b）；增加N0₂浓度；
（3）氨水溶液pH=11，则C（H⁺）═10^-11 mol?L^-1，C（0H^-）═10^-3mol?L^-1，
                  NH₃?H₂O?NH₄⁺+OH^-
起始（mol?L^-1）    0.1     0     0
反应（mol?L^-1）    10^-3    10^-3    10^-3
平衡（mol?L^-1）    0.1    10^-3    10^-3
所以NH₃?H₂O的电离平衡常数为Kb=

10-3 ×10-3

0.1

=1.0×10^-5mol?L^-1；故答案为：1.0×10^-5mol?L^-1；
（4）已知N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H₁=+180kJ?mol^-1，N₂（g）+2O₂（g）=2NO₂（g）△H₂=+68kJ?mol^-1，2C（s）+O₂（g）=2CO（g）△H₃=-221kJ?mol^-1，C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H₄=-393.5kJ?mol^-1，根据盖斯定律，化学方程式为4CO（g）+2NO₂（g）=4CO₂（g）+N₂（g）△H=4△H₄-2△H₃-△H₂=-1200 kJ?mol^-1，故答案为：-1200kJ?mol^-1；
（5）根据溶液呈酸性，阴极电极反应式为：2H⁺+2e^-═H₂↑，阳极的电极反应式为：N₂O₄+2HNO₃-2e^-═2N₂O₅+2H⁺，阴极和阳极电极反应式相加即可得到电解反应的化学方程式为N₂O₄+2HNO₃

通电  .

2N₂O₅+H₂↑；故答案为：N₂O₄+2HNO₃

通电  .

2N₂O₅+H₂↑．

点评：本题考查了氧化剂的判断，反应速率的比较，电离平衡常数，盖斯定律的应用，电解原理，综合性较强，考查了学生综合分析能力．