Question

8．氮及其化合物在工农业生产中具有重要作用．完成下列填空：
（1）如图所示为元素周期表中氮元素部分信息，数据“14.01”表示的是氮元素的相对原子质量；氮原子最外层电子有2种不同的能量，有5种不同运动状态．
（2）NH₃可以作制冷剂，是因为氨易液化，液态氨气化时要吸收大量的热，使周围的温度急剧下降；NH₄Cl溶液与NaOH溶液混合至中性，则c（Na⁺）=c（NH₃•H₂O）（填“＜，＞”或“=”）
（3）写出一个能比较氮、氧两种元素非金属性强弱的事实：气态H₂O的稳定性强于气态NH₃；
研究NO₂、SO₂、CO等大气污染物的处理具有重要意义．NO₂可用下列反应来处理：6NO₂（g）+8NH₃（g）?7N₂（g）+12H₂O（l）+Q（Q＞0）
（4）写出上述反应的平衡常数表达式$\frac{{c}^{7}（{N}_{2}）}{{c}^{6}（N{O}_{2}）{c}^{8}（N{H}_{3}）}$，大该反应平衡常数的措施有C（填编号）；
A．增压B．增加NH₃的浓度C．降温D．及时移走产物
（5）一定条件下上述反应在某体积固定的密闭容器中进行，能说明该反应已经达到平衡状态的是CD．（填编号）
A．c（NO₂）：c（NO₃）=3：4                  B.6v_正（NO₂）=7v_逆（N₂）
C．容器内气体总压强不再变化  D．容器内气体密度不再变化
（6）某温度下，在一个容积为2升的反应容器内，上述反应2分钟后达到平衡，测试NO₂减少了0.75mol，则在2分钟内NH₃的平均反应速率为：v（NH₃）=0.25mol/（L•min）．

Answer 1

分析 （1）“14.01”为氮元素的相对原子质量，氮原子最外层有5的电子，分别位于s、p轨道，电子的运动状态各不相同；
（2）氨易液化，液态氨气化时要吸收大量的热，可用于制冷，NH₄Cl溶液与NaOH溶液混合至中性，结合电荷守恒、物料守恒判断；
（3）可根据氢化物的稳定性判断非金属性强弱；
（4）平衡常数等于生成物与反应物浓度幂之积的比值，正反应为放热反应，增大平衡常数，应使平衡正向移动，
（5）达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度、含量不变；
（6）2分钟后达到平衡，测试NO₂减少了0.75mol，可计算NO₂的反应速率，结合反应速率与化学计量数的关系判断NH₃的平均反应速率．

解答 解：（1）“14.01”为氮元素的相对原子质量，氮原子最外层有5的电子，分别位于s、p轨道，有2中不同能量的电子，电子的运动状态各不相同，则有5种不同运动状态，
故答案为：氮元素的相对原子质量；2；5；
（2）氨易液化，液态氨气化时要吸收大量的热，使周围的温度急剧下降，可用于制冷，NH₄Cl溶液与NaOH溶液混合至中性，则据电荷守恒c（Cl^-）+c（OH^-）=c（NH₄⁺）+c（H⁺）+c（Na⁺），由物料守恒可知c（NH₄⁺）+c（NH₃•H₂O）=c（Cl^-），溶液呈中性，c（H⁺）=c（OH^-），联式可得c（Na⁺）=c（NH₃•H₂O），
故答案为：氨易液化，液态氨气化时要吸收大量的热，使周围的温度急剧下降；=；
（3）可根据氢化物的稳定性判断非金属性强弱，因气态H₂O的稳定性强于气态NH₃，则O的非金属性较强，故答案为：气态H₂O的稳定性强于气态NH₃；
（4）平衡常数等于生成物与反应物浓度幂之积的比值，则K=$\frac{{c}^{7}（{N}_{2}）}{{c}^{6}（N{O}_{2}）{c}^{8}（N{H}_{3}）}$，正反应为放热反应，增大平衡常数，应使平衡正向移动，应降低温度，
故答案为：$\frac{{c}^{7}（{N}_{2}）}{{c}^{6}（N{O}_{2}）{c}^{8}（N{H}_{3}）}$；C；
（5）A．起始配比数以及转化程度未知，c（NO₂）：c（NO₃）=3：4不能确定是否达到平衡状态，故A错误；                 
B.6v_正（NO₂）=7v_逆（N₂），正逆反应速率不等，没有达到平衡状态，故B错误；
C．反应前后气体的计量数之和不等，容器内气体总压强不再变化，可说明达到平衡状态，故C正确；
 D．容器内气体密度不再变化，可说明达到平衡状态，故D正确，
故答案为：CD；
（6）某温度下，在一个容积为2升的反应容器内，上述反应2分钟后达到平衡，测试NO₂减少了0.75mol，则c（NO₂）=$\frac{\frac{0.75mol}{2L}}{2min}$=0.1875mol/（L•min），
则c（NH₃）=0.1875mol/（L•min）×$\frac{8}{6}$=0.25mol/（L•min）．
故答案为：0.25mol/（L•min）．

点评 本题考查较为综合，为高考常见题型，涉及化学平衡的计算、化学平衡的影响因素、原子结构与元素的性质以及离子浓度的大小比较，侧重于学生的分析能力的考查，注意平衡常数的含义，难度不大．