Question

8．氮及其化合物在生产生活中应用广泛，其转化关系如图所示：

（1）NH₃的电子式是．
（2）ii 中 NH₃氧化时发生如下反应：
4NH₃（g）+5O₂（g）═4NO（g）+6H₂O（g）△H₁=-907.28KJ•mol^-1
4NH₃（g）+6NO（g）═5N₂（g）+6H₂O（g）△H₂=-1811.63KJ•mol^-1
则4NH₃（g）+3O₂（g）═2N₂（g）+6H₂O（g）△H₃=-1269.02KJ•mol^-1
（3）iv中反应 2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g），其他条件相同时，分别测得NO的平衡转化率在不同压强（p₁、p₂）下随温度变化的曲线如图一所示，则 p₁＜ p₂ （填“＞”“＜”或“=”，下两空同）；
该反应的△H＜0；A、B 两点的化学反应速率：v（A）＜v（B）． 已知 400℃时，投入的NO和O2的起始量分别为x mol 和y mol，此时容器体积为V L，A 点的平衡常数 K=$\frac{4V}{9（y-0.2x）}$（用x、y、V表示）．
（4）利用电化学降解法治理水中的硝酸盐污染（如图二），电解槽中间用质子交换膜隔开，污水放入II区，通电使NO₃^-转化为N₂，a为电源的正极，Ag-Pt电极上的电极反应式是2NO₃^-+10e^-+12H⁺=N₂↑+6H₂O．

Answer 1

分析 （1）根据共价化合物电子式的书写规则书写；
（2）由①4NH₃（g）+5O₂（g）═4NO（g）+6H₂O（g）△H₁=-907.28KJ•mol^-1；②4NH₃（g）+6NO（g）═5N₂（g）+6H₂O（g）△H₂=-1811.63KJ•mol^-1，根据盖斯定律可知：△H=（①×3+2×②）×$\frac{1}{5}$，由此分析解答；
（3）相同温度下，增大压强，平衡向正反应方向移动，则NO的转化率增大，则p₁＜p₂；相同压强下，升高温度，NO转化率减小，说明正反应是放热反应，则△H＜0；压强大，反应速率大，B点压强是p₂，所以v（A）＜v（B）；根据三行式求平衡常数，
         2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g），
n（初）：x mol      y mol             0
n（变）0.4x        0.2x               0.4x
n（平）0.6x        y-0.2x            0.4x，
所以平衡常数K=$\frac{（\frac{0.4x}{V}）^{2}}{（\frac{0.6x}{V}）^{2}•\frac{y-0.2x}{V}}$=$\frac{4V}{9（y-0.2x）}$；
（4）污水放入II区，通电使NO₃^-转化为N₂，氮元素的化合价降低发生还原反应是电解池的阴极，所以b是原电池的负极，则Ag-Pt电极上的电极反应式是2NO₃^-+10e^-+12H⁺=N₂↑+6H₂O．

解答 解：（1）氨气是共价化合物，各原子间通过共用电子对形成共价键，所以其电子式为，故答案为：；
（2）由①4NH₃（g）+5O₂（g）═4NO（g）+6H₂O（g）△H₁=-907.28KJ•mol^-1；②4NH₃（g）+6NO（g）═5N₂（g）+6H₂O（g）△H₂=-1811.63KJ•mol^-1，根据盖斯定律可知：△H=（①×3+2×②）×$\frac{1}{5}$=$\frac{1}{5}$×（-907.28×3-2×1811.63）=-1269.02KJ•mol^-1，
故答案为：-1269.02；
（3）相同温度下，增大压强，平衡向正反应方向移动，则NO的转化率增大，则p₁＜p₂，相同压强下，升高温度，NO转化率减小，说明正反应是放热反应，则△H＜0；压强大，反应速率大，B点压强是p₂，所以v（A）＜v（B）；
         2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g），
n（初）：x mol      y mol             0
n（变）0.4x        0.2x               0.4x
n（平）0.6x        y-0.2x            0.4x，
所以平衡常数K=$\frac{（\frac{0.4x}{V}）^{2}}{（\frac{0.6x}{V}）^{2}•\frac{y-0.2x}{V}}$=$\frac{4V}{9（y-0.2x）}$，
故答案为：＜；＜；＜；$\frac{4V}{9（y-0.2x）}$；
（4）污水放入II区，通电使NO₃^-转化为N₂，氮元素的化合价降低发生还原反应是电解池的阴极，所以b是原电池的负极，a是电源的正极，则Ag-Pt电极上的电极反应式是2NO₃^-+10e^-+12H⁺=N₂↑+6H₂O，
故答案为：正；2NO₃^-+10e^-+12H⁺=N₂↑+6H₂O．

点评 本题考查了盖斯定律、化学平衡移动、电解原理，明确阴阳极上发生的电极反应、阴阳极的判断方法等知识点即可解答，难点是电极反应式的书写，难度中等．