题目内容
13．氮及其化合物在工农业生产生活中应用广泛，请解决下列问题．（1）化合物甲（由氮和另一种常见的主族元素组成）是一种新型无机材料．将8.2g甲溶于足量的氢氧化钠溶液，可产生标准状况下为4.48L的气体，该气体可作制冷剂．向反应后的溶滚中逐滴加入稀盐酸，产生白色沉淀质量最大为15.6g，继续滴加沉淀消失．则甲溶于氢氧化钠的化学方程式为AlN+NaOH+H2O=NaAlO2+NH3↑．
（2）NH3催化还原氮氧化物是目前应用广泛的烟气氮氧化物脱除技术．例如：
4NH3（g）+6NO（g）?5N2（g）+6H2O（g）△H1
己知：①H2O（l）=H2O（g）△H2
②4NH3（g）+5O2（g）=4NO（g）+6H2O（g）△H3
则NH3（g）的标准燃烧热△H=$\frac{3△{H}_{3}+2△{H}_{1}-30△{H}_{2}}{20}$．
以FeSO4作催化剂在不同温度下，经过相同的时间测试氨还原氮氧化物效果如图1，当反应在400～450℃，NOx的转化率随温度升高而降低．当体系温度升至500℃以上时．NOx的转化率迅速下降，其可能原因是催化剂活性降低（FeSO4受热分解）．图2反映的是在400℃N2的体积分数与反应物中$\frac{c（N{H}_{3}）}{c（N{O}_{x}）}$的关系，请在下面的图2上画出450℃的变化趋势曲线．
（3）N2O5是绿色硝化试剂，溶于水可得硝酸．图3是以N2O4为原料电解制备N2O5的装置示意图．写出阳极区生成N2O5的电极反应式是N2O4-2e-+2HNO3=2N2O5+2H+．
（4）常温下，向0.1mol/L氨水中加入少许N2O5，使溶液中c（NH3•H2O）：c（NH4+）=5：9，此时溶液的pH=9．（25℃时．NH3•H2O的电离平衡常数Kb=1.8×10-5）
分析 （1）化合物甲（由氮和另一种常见的主族元素组成），溶于足量的氢氧化钠溶液，产生的气体可作制冷剂为氨气，反应后的溶滚中逐滴加入稀盐酸，先沉淀后沉淀为溶解，为铝的化合物的特征，结合相关数据推出化合物甲为氮化铝；
（2）燃烧热是指在25℃、101kPa下，1mol纯净物完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量，表示燃烧热的热化学方程式中可燃物的物质的量必须为1mol，产物必须为稳定氧化物，根据盖斯定律来计算NH3（g）的标准燃烧热△H；NOx的转化率随温度升高而降低，可能为催化剂活性降低；催化剂可以加快反应速率；根据纵坐标判断，相同温度下，脱除率越高的效果越好，脱氮反应是氨气和二氧化氮、一氧化氮发生氧化还原反应生成氮气和水；当反应在400～450℃，NOx的转化率随温度升高而降低，图2上画450℃的变化趋势曲线，注意450℃氮气的体积分数小于400℃；
（3）NO2可电解制备绿色硝化试剂N2O5．N元素化合价升高，NO2被氧化，为电解池阳极反应；
（4）常温下，向0.1mol/L氨水中加入少许N2O5，五氧化二氮和水反应生成硝酸，硝酸和氨水反应，溶液中c（NH3•H2O）：c（NH4+）=5：9，溶液中溶质为硝酸铵和一水合氨，根据NH3•H2O的电离平衡常数计算．
解答 解：（1）化合物甲（由氮和另一种常见的主族元素组成），溶于足量的氢氧化钠溶液，产生的气体可作制冷剂为氨气，产生标准状况下为4.48L的气体，n（NH3）=$\frac{4.48L}{22.4L/mol}$=0.2mol，反应后的溶滚中逐滴加入稀盐酸，先沉淀后沉淀为溶解，为铝的化合物的特征，产生白色沉淀质量最大为15.6g，为氢氧化铝，n[Al（OH）3]=$\frac{15.6g}{78g/mol}$=0.2mol，则m（N）+m（Al）=0.2mol×14g/mol+0.2mol×27g/mol=8.2g，则8.2g甲为AlN，甲溶于氢氧化钠的化学方程式为AlN+NaOH+H2O=NaAlO2+NH3↑，
故答案为：AlN+NaOH+H2O=NaAlO2+NH3↑；
（2）氨气燃烧生成氮气和水，①4NH3（g）+6NO（g）?5N2（g）+6H2O（g）△H1②H2O（l）=H2O（g）△H2 ③4NH3（g）+5O2（g）=4NO（g）+6H2O（g）△H3根据盖斯定律，将已知热化学方程式$\frac{1}{20}$（③×3+①×2-②×30）得：4NH3（g）+3O2（g）=2N2（g）+6H2O（l）△H=$\frac{3△{H}_{3}+2△{H}_{1}-30△{H}_{2}}{20}$；当反应在400～450℃，NOx的转化率随温度升高而降低．当体系温度升至500℃以上时，催化剂硫酸亚铁受热分解，催化剂活性降低，所以450℃的变化趋势曲线图为：
，
故答案为：$\frac{3△{H}_{3}+2△{H}_{1}-30△{H}_{2}}{20}$；催化剂活性降低（FeSO4受热分解）；；
（3）NO2可电解制备绿色硝化试剂N2O5．N元素化合价升高，NO2被氧化，电极方程式为N2O4-2e-+2HNO3=2N2O5+2H+，
故答案为：N2O4-2e-+2HNO3=2N2O5+2H+；
（4）常温下，向0.1mol/L氨水中加入少许N2O5，五氧化二氮和水反应生成硝酸，硝酸和氨水反应，溶液中c（NH3•H2O）：c（NH4+）=5：9，溶液中溶质为硝酸铵和一水合氨，NH3•H2O?NH4++OH-，25℃时．NH3•H2O的电离平衡常数Kb=1.8×10-5=$\frac{C（O{H}^{-}）×\frac{9}{14}×0.1}{\frac{5}{14}×0.1}$，c（OH-）=10-5mol/L，c（H+）=10-9mol/L，PH=9，
故答案为：9．
点评 本题综合考查含氮化合物知识，为高频考点，侧重考查学生的分析、计算能力，题目涉及化学方程式书写以及电解知识、弱电解质的电离，注意把握盖斯定律以及电解原理的应用，题目难度中等．
| A． | c（NH4+）相等的（NH4）2SO4溶液，（NH4）2CO3溶液和NH4Cl溶液：c[（NH4）2SO4]＜c[（NH4）2CO3]＜c（NH4Cl） | |
| B． | 0.1 mol/L的HCOOH溶液中：c（HCOO-）+c（OH-）=c（H+） | |
| C． | 0.1mol/L某二元弱酸强碱盐NaHA溶液中：c（Na+）=c（A2-）+c（HA-）+c（H2A） | |
| D． | 10mL 0.5mol/L CH3COONa溶液与6mL 1mol/L盐酸混合：c（Cl-）＞c（Na+）＞c（OH-）＞c（H+） |
| A． |  对于达到平衡状态的N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）反应，在t1时缩小容器体积，并在t2时又达到平衡 | |
| B． |  将pH=2的盐酸和醋酸分别加水稀释 | |
| C． |  表示在含等物质的量NaOH、Na2CO3的混合溶液中滴加0.1mol•L-1盐酸至过量时，产生气体的体积与消耗盐酸的关系 | |
| D． |  在AlCl3溶液中滴入NaOH溶液至过量 |
| A． | 氯碱工业中电解饱和食盐水：2Cl-+2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$H2↑+Cl2↑+2OH- | |
| B． | 氯化铁溶液腐蚀铜板：Fe3++Cu=Fe2++Cu2+ | |
| C． | 氢氧化钠溶液吸收少量二氧化硫SO2+OH-=HSO3- | |
| D． | 稀硫酸中加氢氧化钡溶液至中性：Ba2++H++OH-+SO42-=BaSO4↓+H2O |
| A． | 酸碱中和滴定实验中，锥形瓶用蒸馏水洗涤后，不需要干燥 | |
| B． | 在量取液体后，量筒中残留的液体要用蒸馏水洗涤并转入相应容器 | |
| C． | 在测量或监测温度时，温度计水银球不能碰到容器内璧或底部 | |
| D． | 分液漏斗使用前需要检漏，确认不漏水后方可使用 |
| 族 周期 | ⅠA | ⅡA | ⅢA | ⅣA | ⅤA | ⅥA | ⅦA | 0 |
| 二 | ⑥ | ① | ② | |||||
| 三 | ③ | ④ | ⑤ | ⑪ | ⑦ | ⑧ | ||
| 四 | ⑨ | ⑩ |
．（2）地壳中含量最多的金属元素是Al．写出元素⑥的最简单氢化物的化学式CH4．
（3）这些元素中的最高价氧化物对应的水化物中，酸性最强的是HClO4，碱性最强的是KOH，呈两性的氢氧化物是Al（OH）3．
（4）写出③、④、⑤对应离子氧化性由强到弱的是Al3+＞Mg2+＞Na+，②、⑦、⑩对应氢化物酸性由强到弱的是HBr＞HCl＞HF．
（5）写出⑤与氢氧化钠溶液反应的化学方程式：2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑．．
