Question

1．氮的重要化合物，如氨（NH₃）、肼（N₂H₄）、三氟化氮（NF₃）等在生产、生活中具有重要作用．
（1）利用NH₃的还原性可消除氮氧化物的污染，相关热化学方程式如下：
N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H₁=+229.3kJ•mol^-1
4NH₃（g）+5O₂（g）=4NO（g）+6H₂O（g）△H₂=-906.5kJ•mol^-1
4NH₃（g）+6NO（g）=5N₂（g）+6H₂O（g）△H₃
则△H₃=-2053kJ•mol^-1
（2）使用NaBH₄为诱导剂，可使Co²⁺与肼在碱性条件下发生反应，制得高纯度纳米钴，该过程产生的气体无毒，写出该反应的离子方程式2Co²⁺+N₂H₄+4OH^-=2Co↓+N₂↑+4H₂O
（3）在微电子工业中，NF₃常用作氮化硅的蚀刻剂，工业上通过电解含NH₄F等的无水熔融物生产NF₃，其电解原理如图所示．
氮化硅的化学式为Si₃N₄
a电极为电解池的阳（填“阴”或“阳”）极，
写出该电极的电极反应式NH₄⁺+3F^--6e^-=NF₃+4H⁺．

Answer 1

分析 （1）N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H₂=229.3kJ•mol^-1 （i）
4NH₃（g）+5O₂（g）=4NO（g）+6H₂O（g）△H₃=-906.5kJ•mol^-1 （ii）
由盖斯定律可知（ii）-（i）×5得：4NH₃（g）+6NO（g）=5N₂（g）+6H₂O（g）；
（2）依据题意，反应物为Co²⁺与肼（N₂H₄）、碱性条件下存在OH^-，生成物为：钴单质，据此得出Co的化合价降低，故N的化合价升高，只能为0价，即氮气，依据氧化还原反应得失电子守恒回答即可；
（3）氮化硅中N的非金属性强于Si，Si显+4价，故N显-3价，据此书写化学式；
由图可知，氢离子在b极得到电子生成氢气，故b为阴极，那么a为阳极，以此解答该题．

解答 解：（1）N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H₂=229.3kJ•mol^-1 （i）
4NH₃（g）+5O₂（g）=4NO（g）+6H₂O（g）△H₃=-906.5kJ•mol^-1 （ii）
由盖斯定律可知（ii）-（i）×5得：4NH₃（g）+6NO（g）=5N₂（g）+6H₂O（g）△H₃=（-906.5kJ•mol^-1）-5×（229.3kJ•mol^-1 ）=-2053 kJ•mol^-1，
故答案为：-2053 kJ•mol^-1；
（2）反应物为Co²⁺与肼（N₂H₄）、碱性条件下存在OH^-，生成物为：钴单质，据此得出Co的化合价降低，故N的化合价升高，只能为0价，即氮气，据此得出还有水生成，氧化还原反应中存在得失电子守恒以及元素守恒，故此反应的离子反应方程式为：2Co²⁺+N₂H₄+4OH^-=2Co↓+N₂↑+4H₂O，
故答案为：2Co²⁺+N₂H₄+4OH^-=2Co↓+N₂↑+4H₂O；
（3）氮化硅中N的非金属性强于Si，Si显+4价，故N显-3价，故氮化硅的化学式为：Si₃N₄，氢离子在b极得到电子生成氢气，故b为阴极，那么a为阳极，阳极上铵根失去电子生成NF₃，电极反应方程式为：NH₄⁺+3F^--6e^-=NF₃+4H⁺，
故答案为：Si₃N₄； 阳； NH₄⁺+3F^--6e^-=NF₃+4H⁺．

点评 本题考查较为综合，涉及盖斯定律的应用、氧化还原反应方程式书写、电解池反应原理等知识，为高频考点，侧重于学生的分析、计算能力的考查，综合性较强，难度较大，注意相关知识的整理归纳．