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

（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）

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K_b（NH₃·H₂O）=c(NH₄⁺)?c(OH?)/c(NH₃?H₂O)=0.1mol/L×10^-9mol?L?¹/10^-5mol?L?¹=1×10^-5mol/L