Question

20．氮元素是生命的基礎，構成蛋白質的主要成分；但一些氮化合物過度排放造成污染或食用不安全，研究氮的運用與預防具有重要意義．
Ⅰ．為保障作物豐收，種植作物都要施加氮肥，寫一種氮肥名稱尿素、銨鹽等．
Ⅱ．汽車尾氣中含有NO和CO氣體，對環(huán)境有影響．在25℃時，下列反應及平衡常數(shù)如下：
2NO（g）?N₂（g）+O₂（g）     K₁=1×10³⁰
2CO（g）+O₂（g）?2CO₂（g）    K₂=2.5×10⁹¹
根據(jù)K₁和K₂的數(shù)據(jù)，尾氣發(fā)生變化2NO（g）+2CO（g）?N₂（g）+2CO₂（g）K=2.5×10¹²¹；該反應在室溫下能自發(fā)反應，但汽車尾氣需催化處理后才能直接排放，原因是不加外界條件，該反應速率太慢，轉化率低．
Ⅲ．亞硝酸鹽（含NO₂^-）作為食品添加劑歷史悠久，是合法食品添加劑．
（1）NaNO₂有防腐作用，防止食物被氧化，利用亞硝酸鈉具還原性
（2）NaNO₂水溶液呈堿性原因：NO₂^-+H₂O?HNO₂+OH^-（離子方程式）；
（3）在NaNO₂溶液中各離子溶液由大到小順序c（Na⁺）＞c（NO₂^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）；
（4）等濃度、等體積NaNO₂與HNO₂混合溶液PH  ＜（填“＜”、“＞”或“=”）7，原因是：Kh=$\frac{Kw}{Ka}$=$\frac{1×1{0}^{-14}}{7.1×1{0}^{-4}}$=1.4×10^-11＜Ka．（計算說明，已知K_a（HNO₂）=7.1×10^-4）
（5）將NaNO₃固體加熱到380℃左右得到一種單質氣體和 NaNO₂固體，寫出NaNO₃分解反應方程式2NaNO₃$\frac{\underline{\;380℃\;}}{\;}$2NaNO₂+O₂↑．

Answer 1

分析 Ⅰ．常見氮肥有尿素、碳銨等；
Ⅱ．已知：①2NO（g）?N₂（g）+O₂（g）     K₁=1×10³⁰；②2CO（g）+O₂（g）?2CO₂（g）    K₂=2.5×10⁹¹，將①+②可得反應2NO（g）+2CO（g）?N₂（g）+2CO₂（g），以此可計算平衡常數(shù)；該反應在室溫下能自發(fā)反應，但如缺少催化劑，一般反應較慢；
Ⅲ．（1）NaNO₂用于防止食物被氧化，可說明具有還原性；
（2）NaNO₂為強堿弱酸鹽，水解呈堿性；
（3）NaNO₂發(fā)生水解，溶液呈堿性，以此比較離子濃度大�。�
（4）已知K_a（HNO₂）=7.1×10^-4，則NO₂^-的水解常數(shù)K_h=$\frac{Kw}{Ka}$=$\frac{1×1{0}^{-14}}{7.1×1{0}^{-4}}$=1.4×10^-11，可知NO₂^-水解程度較小；
（5）將NaNO₃固體加熱到380℃左右得到一種單質氣體和 NaNO₂固體，反應中N元素化合價降低，則發(fā)生氧化還原反應，化合價升高的應為O元素．

解答 解：Ⅰ．常見氮肥有尿素以及銨鹽，如碳銨等，故答案為：尿素、銨鹽等；
Ⅱ．已知：①2NO（g）?N₂（g）+O₂（g）     K₁=1×10³⁰；②2CO（g）+O₂（g）?2CO₂（g）    K₂=2.5×10⁹¹，將①+②可得反應2NO（g）+2CO（g）?N₂（g）+2CO₂（g），則反應的平衡常數(shù)K=K₁×K₂=1×10³⁰×2.5×10⁹¹=2.5×10¹²¹，該反應在室溫下能自發(fā)反應，但如缺少催化劑，一般反應較慢，一般應加入催化劑等外界條件，
故答案為：2.5×10¹²¹；不加外界條件，該反應速率太慢，轉化率低；
Ⅲ．（1）NaNO₂用于防止食物被氧化，可說明具有還原性，故答案為：還原性；
（2）NaNO₂為強堿弱酸鹽，水解呈堿性，水解的離子方程式為NO₂^-+H₂O?HNO₂+OH^-，故答案為：NO₂^-+H₂O?HNO₂+OH^-；
（3）NaNO₂發(fā)生水解，溶液呈堿性，溶液中離子濃度大小順序為c（Na⁺）＞c（NO₂^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺），故答案為：c（Na⁺）＞c（NO₂^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）；
（4）已知K_a（HNO₂）=7.1×10^-4，則NO₂^-的水解常數(shù)K_h=$\frac{Kw}{Ka}$=$\frac{1×1{0}^{-14}}{7.1×1{0}^{-4}}$=1.4×10^-11，可知NO₂^-水解程度較小，等濃度、等體積NaNO₂與HNO₂混合溶液PH 小于7，故答案為：＜；K_h=$\frac{Kw}{Ka}$=$\frac{1×1{0}^{-14}}{7.1×1{0}^{-4}}$=1.4×10^-11＜Ka；
（5）將NaNO₃固體加熱到380℃左右得到一種單質氣體和 NaNO₂固體，反應中N元素化合價降低，則發(fā)生氧化還原反應，化合價升高的應為O元素，則單質為氧氣，反應的化學方程式為2NaNO₃$\frac{\underline{\;380℃\;}}{\;}$2NaNO₂+O₂↑，故答案為：2NaNO₃$\frac{\underline{\;380℃\;}}{\;}$2NaNO₂+O₂↑．

點評 本題考查較為綜合，涉及含氮化合物的綜合應用，為高頻考點，側重考查學生的分析能力、計算能力，注意把握平衡常數(shù)的含義、離子濃度的大小比較的方法，把握弱電解質的電離特點，難度不大．