Question

【题目】氮是一种重要的元素，其对应化合物在生产生活中有重要的应用。

（1）氮化铝(AlN)可用于制备耐高温的结构陶瓷，遇强碱会腐蚀，写出AlN与氢氧化钠溶液反应的离子方程式_____。

（2）氨是制备氮肥、硝酸等的重要原料

①已知：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H=-92.4kJ/mol

N2(g)+O2(g) 2NO(g) △H=+180 kJ/mol

2H2(g)+O2(g) 2H2O(1) △H= -571.6 kJ/mol

试写出表示氨的标准燃烧热的热化学方程式_____。

②某电解法制氨的装置如图所示，电解质只允许质子通过，试写出阴极的电极反应式_____。

（3）反应：2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)△H<0 是制备硝酸过程中的一个反应。

①将NO和O2按物质的量之比为 2:1 置于恒温恒容密闭容器中进行上述反 应，得到NO2 体积分数与时间的关系如图所示。保持其它条件不变，t1 时再向 容器中充入适量物质的量之比为2：1的NO和O2的混合气体，t2 时再次达到平 衡，请画出 tl-t3 时间范围内 NO2 体积分数随时间的变化曲线：_________。

②在研究此反应速率与温度的关系时发现，NO 转化成 NO2 的速率随温度升高反而减慢。进一步研究发现，上述反应实际是分两步进行的：

I.2NO(g) N2O2(g) △H<0

II.N2O2(g)+O2(g) 2NO2(g) △H<0

已知反应I能快速进行，试结合影响化学反应速率的因素和平衡移动理论分析，随温度升高，NO 转化成 NO2 的速率减慢的可能原因________。

（4）已知常温下，Ka(CH3COOH)=Kb(NH3·H2O)=l.8×l0-5。则常温下 0.lmol/L 的 CH3COONH4 溶液中，c(CH3COO-)：c(NH3·H2O)=_____。

Answer 1

【答案】AlN＋H2O＋OH－=AlO2－＋NH3↑ NH3(g)＋O2(g)=N2(g)＋H2O(l) △H=－382.5kJ·mol－1 N2 + 6H++6e-=2NH3 当温度升高时，反应I向逆反应方向进行，且由于反应 I 进行速率相当快， 瞬间达到平衡，使得体系中 c(N2O2)浓度迅速减小，所以反应(II)，速率减慢 180

【解析】

（1）AlN能与强碱发生反应，Al元素转变成AlO2－，即离子方程式为AlN＋H2O＋OH－=AlO2－＋NH3↑；

（2）①氨的标准燃烧热的方程式为NH3(g)＋O2(g)=N2(g)＋H2O(l)，①N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H=-92.4kJ·mol－1，②2H2(g)+O2(g) 2H2O(1) △H= -571.6 kJ·mol－1，根据盖斯定律，，得出△H=－382.5kJ·mol－1，即热化学反应方程式为NH3(g)＋O2(g)=N2(g)＋H2O(l) △H=－382.5kJ·mol－1；

②电解法制备氨，装置的左侧N2→NH3，N的化合价降低，左侧为阴极，右侧为阳极，电解质只允许质子通过，即阴极反应式为N2＋6H＋＋5e－=2NH3；

（3）①达到平衡后，再充入2：1的NO和O2的混合气体，瞬间NO2的体积分数降低，平衡向正反应方向移动，NO2的体积分数增大，由于是恒容充入物质的量之比与原来相同的NO和O2的混合气体，总体上相当于增大压强，即达到平衡时，NO2的体积分数比原平衡高，图像为；

②本题考查影响化学反应速率和化学平衡的因素，当温度升高时，反应I向逆反应方向进行，且由于反应 I 进行速率相当快， 瞬间达到平衡，使得体系中 c(N2O2)浓度迅速减小，所以反应(II)，速率减慢；

（4）因为醋酸和NH3·H2O电离平衡常数相同，因此CH3COO－和NH4＋水解程度相同，即CH3COOH与NH3·H2O的浓度相同，溶液显中性，，变形得到：=180。