题目内容
【题目】目前我国锅炉烟气脱硝技术有新发现，科学家对O3氧化烟气脱硝同时制硝酸进行了实验研究，其生产硝酸的机理如下：
回答下列问题：
（1）NO3分子内存在两个过氧键，且氧均满足8电子稳定结构，请写出NO3中N的化合价______；NO3极不稳定，常温下即可爆炸分解，试从电子成键角度解释NO3不稳定的原因：______。
（2）N2O5与O3作用也能生成NO3与氧气，根据反应前后同种元素，价态相同，不参与氧化还原反应的原则，请分析反应N2O5+O3=2NO3+O2中，N2O5的作用是______（填“氧化剂”“还原剂”或“既是氧化剂，又是还原剂”）。
（3）请写出在有水存在时，O3与NO以物质的量之比为3∶2完全反应的总化学方程式______。
【答案】+2 N原子未达到8电子稳定结构（或N原子最外层为7电子结构，不稳定） 既是氧化剂，又是还原剂 3O3+2NO+H2O=2HNO3+3O2
【解析】
(1) NO3分子内有三个氧且存在两个过氧键，它的结构为
，结合NO3分子的键连方式判断化合价；
(2)根据反应N2O5+O3=2NO3+O2中元素化合价变化规律分析判断；
(3)依据生产硝酸的机理，O3与NO及水反应最终生成HNO3和O2，结合物质的量关系配平方程式。
(1) NO3分子内有三个氧且存在两个过氧键，它的结构为，两个氧与氮相连，另一个氧与两个氧相连，所以氮显+2价，根据NO3的结构可知，N原子最外层为7电子结构，未达到8电子稳定结构，因此不稳定；
(2)N2O5+O3=2NO3+O2反应中生成2个NO3分子，1个NO3分子中两个氧原子显示-1价，另1个氧原子显示0价，2个NO3中有两个氧原子显示0价，1氧原子个来自O3分子，另1个氧原子来自N2O5，也就是说N2O5中的1个氧原子化合价升高到0价，4个氧原子化合价升高到-1价，同时N2O5中的N化合价降低到+2价，所以N2O5既是氧化剂，又是还原剂；
(3)依据生产硝酸的机理，O3与NO及水反应最终生成HNO3和O2，当O3与NO反应的物质的量之比为3: 2，可得3O3+2NO+H2O=2HNO3+3O2。
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