Question

隨著大氣污染的日嚴重，國家擬于“十二五”期間，將氮氧化物（NO_x）排放量減少10%，回答下列與氮化合物相關(guān)的問題．
（1）處理NO_x的一種方法是利用甲烷催化還原NO_x．已知：CH₄（g）+4NO₂（g）=4NO（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-574kJ?mol^-1CH₄（g）+4NO（g）=2N_2（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-1160kJ?mol^-1則甲烷直接將NO₂還原為N₂的熱化學(xué)方程式為

 

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（2）肼（N₂H₄）用亞硝酸氧化可生成氮的另一種氫化物，該化物的相對分子質(zhì)量為43.0，其中氮原子的質(zhì)量分數(shù)為0.977．寫出肼與亞硝酸反應(yīng)的化學(xué)方程式

 

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（3）如圖所示裝置可用于制備N₂O₅，則生成N₂O₅的那一極電極反應(yīng)式為

 

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Answer 1

考點：用蓋斯定律進行有關(guān)反應(yīng)熱的計算,電解原理

專題：化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,電化學(xué)專題

分析：（1）依據(jù)熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計算得到；
（2）氮的氫化物的相對分子質(zhì)量為43.0，其中氮原子的質(zhì)量分數(shù)為0.977，則可以求出氮氫原子個數(shù)，得出該氫化物，獲得肼和亞硝酸反應(yīng)生成產(chǎn)物；
（3）由N₂O₄制取N₂O₅需要失去電子，所以N₂O₅在陽極區(qū)生成．

解答： 解：（1）①CH₄（g）+4NO₂（g）═4NO（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-574kJ?mol^-1
②CH₄（g）+4NO（g）═2N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-1160kJ?mol^-1
由蓋斯定律（①+②）×

1

2

得到CH₄（g）+2NO₂（g）═N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-867kJ?mol^-1，
故答案為：CH₄（g）+2NO₂（g）═N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-867kJ?mol^-1；
（2）氮的氫化物的相對分子質(zhì)量為43.0，其中氮原子的質(zhì)量分數(shù)為0.977，則氮氫原子個數(shù)比=

43×0.977 14

43×0.023 1

=3：1，所以該氫化物是NH₃，肼和亞硝酸反應(yīng)生成氨氣和水，所以其反應(yīng)方程式為N₂H₄+HNO₂=NH₃+2H₂O，
故答案為：N₂H₄+HNO₂═NH₃+2H₂O；
（3）從電解原理來看，N₂O₄制備N₂O₅為氧化反應(yīng)，則N₂O₅應(yīng)在陽極區(qū)生成，反應(yīng)式為N₂O₄+2HNO₃-2e^-═2N₂O₅+2H⁺，
故答案為：N₂O₄+2HNO₃-2e^-═2N₂O₅+2H⁺．

點評：本題考查較為全面，涉及熱化學(xué)方程式的計算、化合物的判定、電化學(xué)知識等知識，為高考高頻考點，掌握反應(yīng)熱計算的方法、電化學(xué)原理尤為重要，題目難度中等．