Question

12．氮可以形成多種化合物，如NO、NH₃、N₂H₄、HCN、NH₄NO₃等．
（1）已知：N₂（g）+2H₂（g）═N₂H₄（l）△H=+50.6kJ•mol^-1
2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）△H=-571.6kJ•mol^-1
則①N₂H₄（l）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O（l）△H=-622.2kJ•mol^-1
②N₂（g）+2H₂（g）=N₂H₄（l） 不能自發(fā)進行的原因是△H＞0，△S＜0．
③用次氯酸鈉氧化氨，可以得到N₂H₄的稀溶液，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是NaClO+2NH₃═N₂H₄+NaCl+H₂O．
（2）采礦廢液中的CN^-可用H₂O₂處理，H₂O₂的制備可通過間接電解硫酸氫鉀溶液的方法制備．已知：H₂SO₄═H⁺+HSO₄^-   HSO₄^-?H⁺+SO₄^2-，用鉑電極電解硫酸氫鉀溶液，在陽極上生成S₂O₈^2-．寫出陽極上的電極反應(yīng)式2HSO₄^--2e^-═S₂O₈^2-+2H⁺．
（3）汽車尾氣中含有NO和CO，在一定溫度下，將2.0mol NO、2.4mol CO氣體通入到固定容積為2L的容器中發(fā)生反應(yīng)2NO+2CO2CO₂+N₂，反應(yīng)過程中部分物質(zhì)的濃度變化如圖所示：
①寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式2NO+2CO2CO₂+N₂．
②若保持反應(yīng)體系的溫度不變，20min時再向容器中充入NO、N₂各0.4mol，化學(xué)平衡將向左移動（選填“向左”、“向右”或“不”），移動后在達到平衡時的平衡常數(shù)的值是0.14（保留兩位有效數(shù)字）．
（4）滴定法測廢水中的氨氮含量（氨氮以游離氨或銨鹽形式存在于水中）步驟如下：
①取10mL廢水水樣于蒸餾燒瓶中，再加蒸餾水至總體積為175mL；
②先將水樣調(diào)至中性，再加入氧化鎂使水樣呈微堿性，加熱；
③用25mL硼酸吸收蒸餾出的氨[2NH₃+4H₃BO₃═（NH₄）₂B₄O₇+5H₂O]；
④將吸收液移至錐形瓶中，加入2滴指示劑，用c mol•L^-1的硫酸滴定至終點[（NH₄）₂B₄O₇+H₂SO₄+5H₂O═（NH₄）₂SO₄+4H₃BO₃]，記錄消耗的體積V mL．則水樣中氮元素的含量是2800cVmg•L^-1（用含c、V的表達式表示）．

Answer 1

分析 （1）①依據(jù)熱化學(xué)方程式和蓋斯定律來計算得到；
②依據(jù)△H-T△S＜0判斷反應(yīng)自發(fā)進行；
③次氯酸鈉氧化氨氣，可以得到N₂H₄，依據(jù)氧化還原反應(yīng)電子守恒、原子守恒配平寫出；
（2）電解池中陰離子在陽極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)；
（3）①NO和CO，在一定溫度下，根據(jù)圖可知生成氮氣，另外根據(jù)元素守恒可知有二氧化碳，且該反應(yīng)為可逆反應(yīng)；
②根據(jù)平衡時濃度計算其平衡常數(shù)，根據(jù)濃度商與化學(xué)平衡常數(shù)相對大小判斷平衡移動方向；
（4）依據(jù)滴定實驗步驟和滴定用量結(jié)合化學(xué)方程式計算分析得到．

解答 解：（1）①a、N₂（g）+2H₂（g）═N₂H₄（l）；△H=+50.6kJ•mol^-1
b、2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）；△H=-571.6kJ•mol^-1
依據(jù)蓋斯定律b-a得到N₂H₄（l）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O（l）；△H=-622.2KJ/mol，
故答案為：-622.2；　
②N₂（g）+2H₂（g）═N₂H₄（l）不能自發(fā)進行的原因是△H-T△S＞0，則反應(yīng)△S＜0，△H＞0，
故答案為：△H＞0，△S＜0；
③用次氯酸鈉氧化氨氣，可以得到N₂H₄的稀溶液，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：NaClO+2NH₃═N₂H₄+NaCl+H₂O，
故答案為：NaClO+2NH₃═N₂H₄+NaCl+H₂O；
（2）用鉑電極電解硫酸氫鉀溶液，在陽極上生成S₂O₈^2-，HSO₄^-離子在陽極失電子生成S₂O₈^2-，電極反應(yīng)為：2HSO₄^--2e^-═S₂O₈^2-+2H⁺，
故答案為：2HSO₄^--2e^-═S₂O₈^2-+2H⁺；
（3）①NO和CO，在一定溫度下，根據(jù)圖可知生成氮氣，另外根據(jù)元素守恒可知有二氧化碳，且該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，反應(yīng)方程式為2NO+2CO2CO₂+N₂，
故答案為：2NO+2CO2CO₂+N₂；
②第一次平衡時c（N₂）=0.2mol/L，c（CO）=0.8mol/L，c（CO₂）=2c（N₂）=0.4mol/L，c（NO）=$\frac{2.0mol}{2L}$=0.6mol/L，
化學(xué)平衡常數(shù)K=$\frac{c{\;}^{2}（CO{\;}_{2}）．c（N{\;}_{2}）}{c{\;}^{2}（NO）．c{\;}^{2}（CO）}$=$\frac{0.4×0.4×0.2}{0.6×0.6×0.8×0.8}$L/mol=$\frac{5}{36}$L/mol=0.14L/mol，
若保持反應(yīng)體系的溫度不變，20min時再向容器中充入NO、N₂各0.4mol，c（CO）=0.8mol/L，c（CO₂）=0.4mol/L，c（N₂）=0.2mol/L+0.2mol/L=0.4mol/L，c（NO）=0.6mol/L+0.2mol/L=0.8mol/L，
其濃度商=$\frac{0.4×0.4×0.4}{0.8×0.8×0.8×0.8}$L/mol=$\frac{5}{32}$L/mol＞$\frac{5}{36}$L/mol，則平衡逆向方向移動，溫度不變，化學(xué)平衡常數(shù)不變，
故答案為：向左；0.14；
（4）依據(jù)滴定實驗和反應(yīng)化學(xué)方程式可知：
2NH₃～（NH₄）₂B₄O₇～H₂SO₄
2                    1
2×cV×10^-3mol     cV×10^-3mol
水樣中氮的含量=$\frac{2×cV×10{\;}^{-3}mol×14g/mol}{0.01L}$=2.8cV （g/L）=2800cV （mg/L），
故答案為：2800cV．

點評 本題考查了熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計算應(yīng)用，電極原理的分析判斷電極書寫，實驗過程分析理解，滴定實驗的計算應(yīng)用，題目難度中等．