Question

7．N是重要的非金属元素，尿素、羟胺、硝酸、亚硝酸钠均为重要的含氮化合物．
（1）尿素[CO（NH₂）₂]是人类利用无机物合成的第一种有机物．
①尿素中元素原子半径最大的原子结构示意图为；
②尿素在土壤中的脲酶作用下会水解生成碳酸铵或碳酸氢铵，若与碱性肥料混合施用，会造成氮元素损失，请用离子方程式解释其原因NH₄⁺+OH^-=NH₃．H₂O=NH₃↑+H₂O；
③已知：20℃时，H₂CO₃：K_a1=4.2×10ˉ⁷、K_a2=5.6×10ˉ¹¹；NH₃•H₂O：K_b=1.7×10ˉ⁵，碳酸氢铵溶液中HCO₃ˉ、NH₄⁺、OHˉ、H⁺四种离子浓度由大到小的顺序为c（NH₄⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）；
（2）羟胺（NH₂OH）可看做是氨分子内的1个氢原子被羟基取代的物质，常用作还原剂．
①利用羟胺的还原性，可以除去含Fe²⁺中的Fe³⁺，氧化产物是一种性质稳定、无污染的气体，写出反应的离子方程式2NH₂OH+2Fe³⁺=2Fe²⁺+N₂↑+2H₂O+2H⁺
②制备NH₂OH•HCl（盐酸羟胺）的一种工艺流程如图所示：

ⅰ步骤中，发生反应的化学方程式为2NH₂OH+2Fe³⁺=2Fe²⁺+N₂↑+2H₂O+2H⁺；
ⅱ步骤中使用的NaNO₂外观酷似食盐，误食会中毒．可用电解法将工业废水中少量的NO₂^-转化为N₂以降低其危害．写出NO₂ˉ在酸性条件下转化为氮气的电极反应式为2NO₂^-+8H⁺+6e^-=N₂+4H₂O．
ⅲ步骤中，X为氯化钡（填名）；若要使滤液Y中SO₄²ˉ、SO₃²ˉ浓度均小于1×10ˉ⁵mol/L，溶液中Ba²⁺浓度应不小于5.0×10^-5mol/L．[已知K_SP（BaSO₃）=5.0×10ˉ¹⁰；K_SP（BaSO₄）=1.1×10ˉ¹⁰]
③用惰性电极电解硝酸溶液可制备NH₂OH．写出其阳极反应式4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O或2H₂O-4e^-=O₂↑+4H⁺
（2）某恒温密闭容器中，可逆反应A（s）?B+C（g）△H=+Q kJ•mol^-1（Q＞0）达到平衡．缩小容器体积，重新达到平衡时，C（g）的浓度与缩小体积前的平衡浓度相等．以下分析正确的是BC
A．产物B的状态只能为固态或液态
B．平衡时，v（A）_消耗﹕n（C）_消耗=1﹕1
C．保持体积不变，向平衡体系中加入B，平衡可能向逆反应方向移动
D．若开始时向容器中加入1molB和1molC，达到平衡时放出热量Q kJ．

Answer 1

分析 （1）①尿素[CO（NH₂）₂]中C原子半径最大；
②碱性条件下，铵根离子和氢氧根离子反应生成一水合氨，一水合氨不稳定易分解生成氨气和水；
③电离平衡常数越大，其电离程度越大，则其离子水解程度越小；
（2）①羟胺被氧化生成氮气；
②i二氧化硫和氢氧化钙反应生成盐和水；
ii电解时，得电子的微粒在阴极上发生还原反应，电解亚硝酸根离子溶液时，阴极上亚硝酸根离子得电子发生还原反应生成氮气和水；
ⅲ由转化前后的物质可知，生成物中引入钡离子和氯离子；Y中SO₄²ˉ、SO₃²ˉ浓度均小于1×10ˉ⁵mol/L，以K_SP（BaSO₃）计算；
③用惰性电极电解硝酸溶液可制备NH₂OH，阳极上氢氧根离子失去电子，阴极上N得到电子；
（3）A、若B为气体，因容器保持恒温，缩小容器体积，达到新平衡时平衡常数不变，则气体C的浓度也一定不变；
B、平衡时，各物质的量不再改变，正反应速率和逆反应速率相等，因此单位时间内n（A）消耗=n（C）消耗；
C、依据A分析可知B为非气体，加入B平衡不动；
D、因反应为可逆反应，故加入1molB和1molC至反应达到平衡时不能完全消耗，放出热量小于Q

解答 解：（1）①原子的电子层数越多，其原子半径越大，相同周期的元素中，原子半径随着原子序数的增大而减小，所以原子半径最大的元素是C元素，其原子结构示意图为，
故答案为：；
②碱性条件下，铵根离子和氢氧根离子反应生成一水合氨，一水合氨不稳定易分解生成氨气和水，所以其离子方程式为：NH₄⁺+OH^-=NH₃．H₂O=NH₃↑+H₂O，
故答案为：NH₄⁺+OH^-=NH₃．H₂O=NH₃↑+H₂O；
③电离平衡常数越大，其电离程度越大，则其离子水解程度越小，根据电离平衡常数知，电离程度大小关系是NH₃•H₂O＞H₂CO₃＞HCO₃^-，则水解程度CO₃^2-＞HCO₃^-＞NH₄⁺，所以碳酸氢铵溶液呈碱性，溶液中还存在碳酸根离子等，所以HCO^-₃、NH⁺₄、OH^-、H⁺四种离子浓度由大到小c（NH₄⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺），
故答案为：c（NH₄⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）；
（2）①羟胺被氧化生成氮气和水，反应的离子方程式为2NH₂OH+2Fe³⁺=2Fe²⁺+N₂↑+2H₂O+2H⁺，
故答案为：2NH₂OH+2Fe³⁺=2Fe²⁺+N₂↑+2H₂O+2H⁺；
②i二氧化硫和氢氧化钙反应生成盐和水，反应化学方程式：Ca（OH）₂+2SO₂=Ca（HSO₃）₂，
故答案为：Ca（OH）₂+2SO₂=Ca（HSO₃）₂；
ⅱ电解时，得电子的微粒在阴极上发生还原反应，电解亚硝酸根离子溶液时，阴极上亚硝酸根离子得电子发生还原反应生成氮气和水，电极反应式为2NO₂^-+8H⁺+6e^-=N₂↑+4H₂O，
故答案为：2NO₂^-+8H⁺+6e^-=N₂+4H₂O；
ⅲ由转化前后的物质可知，生成物中引入钡离子和氯离子，则X为BaCl₂；Y中SO₄²ˉ、SO₃²ˉ浓度均小于1×10ˉ⁵mol/L，溶液中Ba²⁺浓度应不小于$\frac{5.0×1{0}^{-10}}{1×1{0}^{-5}}$=5.0×10^-5mol/L，
故答案为：氯化钡；5.0×10^-5mol/L；
③用惰性电极电解硝酸溶液可制备NH₂OH，阳极上氢氧根离子失去电子，阳极反应式为4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O或2H₂O-4e^-=O₂↑+4H⁺，
故答案为：4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O或2H₂O-4e^-=O₂↑+4H⁺；
（3）达到平衡．缩小容器体积，重新达到平衡时，C（g）的浓度与缩小体积前的平衡浓度相等；
A、若B为气体，因容器保持恒温，缩小容器体积，达到新平衡时平衡常数不变，则气体C的浓度也一定不变；若B是非气体，平衡常数K=c（C），由于C（g）的浓度不变，因此B可以是气体或是非气体，故A错误；
B、平衡时，各物质的量不再改变，正反应速率和逆反应速率相等，因此单位时间内n（A）消耗=n（C）消耗，C浓度不变，故B正确；
C、保持体积不变，B可以是气体或是非气体，则向平衡体系中加入B，平衡可能不移动，也可能逆向进行，故C正确；
D、因反应为可逆反应，故加入1molB和1molC至反应达到平衡时转化率一定小于100%，因此放出热量小于Q，故D错误；
故选BC．

点评 本题考查较综合，涉及离子浓度大小比较、溶度积的计算、电解、氧化还原反应等，注重高频考点的考查，综合性较强，题目难度中等．