Question

15．氨是合成硝酸、铵盐和氮肥的基本原料，回答下列问题：
（1）由N₂O和NO反应生成N₂和NO₂的能量变化如图所示，写出该反应的热化学方程式N₂O（g）+NO（g）=N₂（g）+NO₂（g）△H=-139kJ•moL^-1．
（2）NH₄NO₃（s）加热分解可得到N₂O和H₂O，250℃时，硝酸铵在密闭容器中分解达到平衡，该分解反应的化学方程式为NH₄NO₃$\stackrel{250℃}{?}$N₂O+2H₂O，平衡常数表达式为K=c（N₂O）×c²（H₂O）；
（3）常温下，要除去NH₄Cl溶液中的杂质Fe³⁺，加入氨水调至溶液的pH等于8，使溶液中的Fe³⁺转化为Fe（OH）₃沉淀，过滤后滤液中残留c（Fe³⁺）=4.0×10^-20mol/L．[已知KspFe（OH）₃=4.0×10^-38]
（4）污染环境的NO₂气体可用氨水吸收生成NH₄NO₃氮肥，25℃时，若向含2mol NH₄NO₃的溶液中滴加1L氨水后使溶液呈中性，则所滴加氨水的浓度为1×10^-2mol/L．（已知氨水的电离平衡常数取Kb=2×10^-5mol/L）

Answer 1

分析 （1）由图可知△H=209kJ/mol-348kJ/mol=-139kJ/mol，结合物质的状态及反应物、生成物书写；
（2）由反应物、生成物可知化学反应，K为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比；
（3）pH等于8，c（OH^-）=10^-6mol/L，结合Ksp计算；
（4）滴加1L氨水后使溶液呈中性，则c（OH^-）=10^-7mol/L，由电荷守恒可知c（NH₄⁺）=c（NO₃^-），结合NH₃•H₂O的电离平衡常数K_b=2×10^-5 mol•L^-1计算．

解答 解：（1）该反应中△H=209kJ/mol-348kJ/mol=-139kJ/mol，所以其热化学反应方程式为：N₂O（g）+NO（g）=N₂（g）+NO₂（g）△H=-139kJ•moL^-1，
故答案为：N₂O（g）+NO（g）=N₂（g）+NO₂（g）△H=-139kJ•moL^-1；
（2）硝酸铵分解生成N₂O和H₂O，达到平衡，说明为可逆反应，化学反应方程式为：NH₄NO₃$\stackrel{250℃}{?}$N₂O+2H₂O，250℃时，水为气体状态，故平衡常数K=c（N₂O）×c²（H₂O），故答案为：NH₄NO₃$\stackrel{250℃}{?}$N₂O+2H₂O；K=c（N₂O）×c²（H₂O）；
（3）pH等于8，c（OH^-）=10^-6mol/L，溶液中的Fe³⁺转化为Fe（OH）₃沉淀，过滤后滤液中残留c（Fe³⁺）=$\frac{4.0×1{0}^{-38}}{（1{0}^{-6}）^{3}}$mol/L=4.0×10^-20mol/L，
故答案为：4.0×10^-20；
（5）滴加1L氨水后使溶液呈中性，则c（OH^-）=10^-7mol/L，由电荷守恒可知c（NH₄⁺）=c（NO₃^-）=2mol/L，由NH₃•H₂O?NH₄⁺+OH^-及NH₃•H₂O的电离平衡常数K_b=2×10^-5 mol•L^-1，则c（NH₃•H₂O）=$\frac{2mol/L×1{0}^{-7}mol/L}{2×1{0}^{-5}mol/L}$=1×10^-2mol/L，故答案为：1×10^-2．

点评 本题考查较综合，涉及热化学反应、化学平衡的意义及计算，为高频考点，侧重于学生的分析、应用能力的考查，题目难度不大，注意把握平衡常数及计算方法为解答的关键，学习中注意相关基础知识的积累．