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11．氮的重要化合物如氨（NH3）、肼（N2H4）、三氟化氮（NF3）等，在生產、生活中具有重要作用．
（1）利用NH3的還原性可消除氮氧化物的污染，相關熱化學方程式如下：
H2O（l）═H2O（g）△H1=44.0kJ•mol-1
N2（g）+O2（g）═2NO（g）△H2=229.3kJ•mol-1
4NH3（g）+5O2（g）═4NO（g）+6H2O（g）△H3=-906.5kJ•mol-1
4NH3（g）+6NO（g）═5N2（g）+6H2O（l）△H4
則△H4=-2317kJ•mol-1．
（2）使用NaBH4為誘導劑，可使Co2+與肼在堿性條件下發(fā)生反應，制得高純度納米鈷，該過程不產生有毒氣體．
①寫出該反應的離子方程式：2Co2++N2H4+4OH-=2Co↓+N2↑+4H2O；
②在納米鈷的催化作用下，肼可分解生成兩種氣體，其中一種能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍．若反應在不同溫度下達到平衡時，混合氣體中各組分的體積分數(shù)如下圖1所示，則N2H4發(fā)生分解反應的化學方程式為：3N2H4N2+4NH3；為抑制肼的分解，可采取的合理措施有降低反應溫度（任寫一種）．

（3）在微電子工業(yè)中NF3常用作半導體、液晶和薄膜太陽能電池等生產過程的蝕刻劑，在對硅、氮化硅等材料進行蝕刻時具有非常優(yōu)異的蝕刻速率和選擇性，在被蝕刻物表明不留任何殘留物，對表面物污染．工業(yè)上通過電解含NH4F等的無水熔融物生產NF3，其電解原理如上圖2所示．
①a電極為電解池的陽（填“陰”或“陽”）極，寫出該電極的電極反應式：NH4++3F--6e-=NF3+4H+；
②以NF3對氮化硅（Si3N4）材料的蝕刻為例，用反應方程式來解釋為什么在被蝕刻物表面不留任何殘留物4NF3+Si3N4=4N2↑+3SiF4↑．
③氣體NF3不可燃但可助燃，故氣體NF3應遠離火種且與還原劑、易燃或可燃物等分開存放，結構決定性質，試從結構角度加以分析NF3分子中N為+3價，有較強氧化性．
④能與水發(fā)生反應，生成兩種酸及一種氣態(tài)氧化物，試寫出相應的化學方程式3NF3+5H2O=2NO↑+9HF+HNO3．

分析 （1）H2O（l）=H2O（g）△H1=44.0kJ•mol-1 （i）
N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H2=229.3kJ•mol-1 （ii）
4NH3（g）+5O2（g）=4NO（g）+6H2O（g）△H3=-906.5kJ•mol-1 （iii）
由蓋斯定律可知（iii）-（ii）×5-（i）×6得：4NH3（g）+6NO（g）=5N2（g）+6H2O（l）；
（2）①依據(jù)題意，反應物為Co2+與肼（N2H4）、堿性條件下存在OH-，生成物為：鈷單質，據(jù)此得出Co的化合價降低，故N的化合價升高，只能為0價，即氮氣，依據(jù)氧化還原反應得失電子守恒回答即可；
②使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍的氣體為氨氣，由圖1得知：溫度越高，肼的百分含量越低，即分解的越快；
（3）①電解含NH4F等的無水熔融物生產NF3，N元素被氧化，則a為陽極；
②NF3與Si3N4發(fā)生氧化還原反應，生成氮氣和四氟化硅，無殘留；
③NF3分子中N為+3價，有較強氧化性，易發(fā)生氧化還原反應；
④NF3與水反應生成硝酸和HF酸，方程式為3NF3+5H2O=2NO↑+9HF+HNO3．

解答 解：（1）H2O（l）=H2O（g）△H1=44.0kJ•mol-1 （i）
N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H2=229.3kJ•mol-1 （ii）
4NH3（g）+5O2（g）=4NO（g）+6H2O（g）△H3=-906.5kJ•mol-1 （iii）
（iii）-（ii）×5-（i）×6得：4NH3（g）+6NO（g）=5N2（g）+6H2O（l），故△H4=-906.5-（229.3×5）-（44×6）=-2317kJ•mol-1，
故答案為：-2317；
（2）①依據(jù)題意，反應物為Co2+與肼（N2H4）、堿性條件下存在OH-，生成物為：鈷單質，據(jù)此得出Co的化合價降低，故N的化合價升高，只能為0價，即氮氣，據(jù)此得出還有水生成，氧化還原反應中存在得失電子守恒以及元素守恒，故此反應的離子反應方程式為：2Co2++N2H4+4OH-=2Co↓+N2↑+4H2O，
故答案為：2Co2++N2H4+4OH-=2Co↓+N2↑+4H2O；
②使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍的氣體為氨氣，即肼分解生成氨氣，依據(jù)元素守恒得知另外一種產物為氮氣，故化學反應方程式為：3N2H4N2+4NH3，由圖1可知，溫度越高，肼的體積分數(shù)含量越低，故要抑制肼的分解，應降低反應溫度，故答案為：3N2H4N2+4NH3；降低反應溫度；
（3）①電解含NH4F等的無水熔融物生產NF3，N元素被氧化，則a為陽極，發(fā)生NH4++3F--6e-=NF3+4H+，
故答案為：陽；NH4++3F--6e-=NF3+4H+；
②NF3與Si3N4發(fā)生氧化還原反應，反應方程式為4NF3+Si3N4=4N2↑+3SiF4↑，生成氮氣和四氟化硅，無殘留，故答案為：4NF3+Si3N4=4N2↑+3SiF4↑；
③NF3分子中N為+3價，有較強氧化性，易發(fā)生氧化還原反應，故答案為：NF3分子中N為+3價，有較強氧化性，
④NF3與水反應生成硝酸和HF酸，方程式為3NF3+5H2O=2NO↑+9HF+HNO3，故答案為：3NF3+5H2O=2NO↑+9HF+HNO3．

點評 本題考查較為綜合，涉及蓋斯定律的應用、氧化還原反應方程式書寫、電解池反應原理等知識，為高頻考點，側重于學生的分析、計算能力的考查，綜合性較強，難度較大，注意相關知識的整理歸納．

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中化學 來源： 題型：解答題

1．（1）在同溫同壓下，等質量的CO和CO2，其物質的量之比為11：7，體積之比為11：7，密度之比為7：11．
（2）9.5gMgCl2固體溶于水配成500mL溶液，其濃度為0.2mol•L-1，配制過程中所用玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、膠頭滴管和500mL容量瓶．如配制過程中未洗滌燒杯和玻璃棒，其所配濃度偏�。ㄌ睢捌蟆�、“偏小”或“無影響”）．從中取出100mL溶液，再加水稀釋成500mL，則此時MgCl2溶液的濃度為0.04 mol•L-1．

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科目：高中化學 來源： 題型：解答題

2．亞氯酸鈉（NaClO2）是一種高效氧化劑、漂白劑．已知：NaClO2飽和溶液在溫度低于38℃時析出的晶體是NaClO2•3H2O，高于38℃時析出晶體是NaClO2，高于60℃時NaClO2分解成NaClO3和NaCl．某化學探究小組開展如圖所示實驗制取NaClO2晶體并測定其純度．回答下列問題

（1）用50%雙氧水配置30%的H2O2溶液，需要的玻璃儀器除玻璃棒、膠頭滴管、燒杯外，還需要量筒（填儀器名稱）；圖裝置C的作用是防止D瓶溶液倒吸到B瓶中．
（2）裝置D中反應生成NaClO2的化學方程式為2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+2H2O+O2．反應后溶液中陰離子除ClO2、ClO3、Cl、Cl0、OH外還可能含有一種陰離子是SO42-，檢驗該離子的方法是取少量反應后的溶液，先加足量的鹽酸，再加BaCl2溶液，若產生白色沉淀，則說明含有SO42-．產生該離子最可能的原因是a．
a．B中有SO2氣體產生，并有部分進入D裝置內
b．B中濃硫酸揮發(fā)進入D中與NaOH中和
c．B中的硫酸進入到D裝置內
（3）請補充從反應后的溶液中獲得NaClO2晶體的操作步驟：①減壓，55℃蒸發(fā)結晶；②趁熱過濾；③用38℃～60℃熱水洗滌；④低于60℃干燥；得到成品．
（4）如果撤去D中的冷水浴，可能導致產品中混有的雜質是NaClO3和NaCl．
（5）測定樣品中NaClO2的純度：準確稱一定質量的樣品，加入適量蒸餾水和過量KI晶體，在酸性條件下發(fā)生反應：ClO2-+4I-+4H+=2H2O+2I2+Cl-．將所得混合液體稀釋成100ml待測溶液．取25.00ml待測溶液，加入淀粉溶液做指示劑，用c mol•L-1NaS2O3標準液滴定至終點，測得消耗標準溶液體積的平均值為V ml（已知：I2+2S2O32-=2I-+S4O42-）
①確認滴定終點的現(xiàn)象是滴加最后一滴Na2S2O3標準液時，溶液藍色恰好褪去且半分鐘內不復原，說明到達滴定終點．
②所稱取的樣品中NaClO2的物質的量為c•V•10-3mol（用含C、V的代數(shù)式表示）．

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科目：高中化學 來源： 題型：選擇題

19．下列說法正確的是（　�。�
A．Na2O2是堿性氧化物
B．Na2O2中陰陽離子個數(shù)比為1：1
C．可用澄清石灰水來區(qū)分Na2CO3 和NaHCO3
D．與同濃度鹽酸反應的劇烈程度：NaHCO3＞Na2CO3

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科目：高中化學 來源： 題型：選擇題

6．下列有關電解質溶液中粒子的物質的量濃度大小關系正確的是（　�。�
A．等物質的量濃度的下列溶液：①H2CO3、②Na2CO3、③NaHCO3、④（NH4）2CO3：其中c（CO32-）的大小關系為：②＞④＞③＞①
B．pH=2 的H2C2O4溶液與pH=12的NaOH溶液等體積混合：c（Na+）+c（H+）=c（OH-）+c（HC2O4-）+c（C2O42-）
C．向0.2 mol•L-1NaHCO3 溶液中加入等體積0.1 mol•L-1NaOH 溶液：c（CO32-）＞c（HCO3-）＞c（OH-）＞c（H+）
D．常溫下，同濃度的CH3COONa與CH3COOH 溶液等體積混合，溶液的pH＜7：c（CH3COOH）+c（OH-）＞c（Na+）+c（H+）

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科目：高中化學 來源： 題型：解答題

16．工業(yè)上利用廢鐵屑（含少量氧化鋁、氧化鐵等）生產堿式硫酸鐵[Fe（OH）SO4]的工藝流程如下：

已知：部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH見下表：
沉淀物Fe（OH）3Fe（OH）2Al（OH）3
開始沉淀2.37.53.4
完全沉淀3.29.74.4
回答下列問題：
（1）加入少量NaHCO3的目的是調節(jié)PH，除去溶液中Al3+（使溶液中Al3+生成氫氧化物沉淀），該工藝中“攪拌”的作用是使反應物充分接觸，加快反應速率，使反應充分進行．
（2）生產中堿式硫酸鐵溶液蒸發(fā)時需要在減壓條件下的原因是防止蒸發(fā)時溫度過高，堿式硫酸鐵進一步水解生成Fe（OH）3．
（3）反應Ⅱ中的離子方程式為Fe2++2H++NO2-=Fe3++NO↑+H2O或Fe2++H2O+NO2-=Fe（OH）2++NO↑+H+，在實際生產中，反應Ⅱ常同時通入O2循環(huán)使用產物以減少NaNO2的用量，O2的作用是2H2O+4NO+O2=4HNO3（或2NO+O2=2NO23NO2+H2O=2HNO3+NO）．（用化學方程式表示）
（4）在醫(yī)藥上常用硫酸亞鐵與硫酸、硝酸的混合液反應制備堿式硫酸鐵．根據(jù)我國質量標準，產品中不得含有Fe2+及NO3-．為檢驗所得產品中是否含有Fe2+，應使用的試劑為D．（填寫字母）
A．溴水    B．KSCN溶液    C．NaOH溶液    D．酸性KMnO4溶液．

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科目：高中化學 來源： 題型：解答題

3．氨是一種重要的化工產品，是氮肥工業(yè)、有機合成工業(yè)以及制造硝酸、銨鹽和純堿的原料，也是一種常用的制冷劑．
（1）實驗室制備氨氣的化學反應方程式為2NH4Cl+Ca（OH）2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2NH3↑+CaCl2+2H2O．
（2）工業(yè)合成氨的反應方程式為：N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H．下圖Ⅰ是合成氨反應的能量與反應過程相關圖（未使用催化劑）；圖Ⅱ是合成氨反應在2L容器中、相同投料情況下、其它條件都不變時，某一反應條件的改變對反應的影響圖．

下列說法正確的是AEFG．
A．△H=-92.4kJ/mol
B．使用催化劑會使K1的數(shù)值增大
C．實際工業(yè)生產中反應的溫度越低越好
D．圖Ⅱ是不同壓強下反應體系中氨的物質的量與反應時間關系圖，且PA＜PB
E．圖Ⅱ是不同溫度下反應體系中氨的物質的量與反應時間關系圖，且TA＞TB
F．該反應的平衡常數(shù)KA＜KB
G．在曲線A條件下，反應從開始到平衡，消耗N2的平均速率為為$\frac{{n}_{1}}{4{t}_{1}}$mol•L-1•min-1
（3）一定溫度下，向一個容積為2L的密閉容器中通入2molN2和7molH2，達到平衡時測得容器內的壓強為起始時的$\frac{7}{9}$倍，則此溫度下的平衡常數(shù)為0.25．在同一溫度、同一容器中，將起始物質改為a molN2、bmolH2、cmolNH3（a，b，c均不為零），欲使平衡混合物中各物質的質量與原平衡相同，則a、b滿足的關系為b-3a=1（用含a、b的表達式表示），且欲使反應在起始時向逆反應方向進行，c的取值范圍是2＜c＜4．
（4）已知H2（g）的燃燒熱為285.8kJ/mol，試寫出表示NH3（g）燃燒熱的熱化學反應方程式NH3（g）+$\frac{3}{4}$O2（g）=$\frac{1}{2}$N2（g）+$\frac{3}{2}$H2O（l）△H=-382.5KJ/mol．以氨為燃料可以設計制造氨燃料電池（電極材料均為惰性電極，KOH溶液作電解質溶液），該電池的負極電極反應式為2NH3-6e-+6OH-═N2+6H2O．經測定，該電池工作過程中每放出1molN2實際提供460kJ的電能，則該燃料電池的實際效率為60.1%（燃料電池的實際效率是指電池實際提供的電能占燃料電池反應所能釋放出的全部能量的百分數(shù)）．

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科目：高中化學 來源： 題型：解答題

20．碳元素在自然界中分布很廣，在地殼中其豐富程度位列第14位，遠低于氧、硅、鋁、鐵等元素．但是，碳卻是存在形式最復雜的元素，如煤、石油、天然氣、動植物體、石灰石、白云石、二氧化碳等．請回答下列問題：
（1）基態(tài)碳原子的電子排布式為1s22s22p2．
（2）在CO2分子中，碳原子采用sp雜化軌道與氧原子成鍵．
（3）COCl2俗稱光氣，分子中C原子采取sp2雜化成鍵，應用價層電子對互斥理論，預測COCl2分子的空間構型為平面三角形．
（4）二茂鐵（C5H5）2Fe是Fe2+與環(huán)戊二烯基形成的一類配合物，實驗室測定鐵的含量：可用配位劑鄰二氮菲（），它能與Fe2+形成紅色配合物（如圖1），該配離子中Fe2+與氮原子形成配位鍵共有6個．

（5）普魯士藍可用作染料，它的結構如圖2所示．普魯士藍中，n（K+）：n（Fe3+）：n（Fe2+）：n（CN-）=1：1：1：6．
（6）CaC2晶體的晶胞結構與NaCl晶體相似，但CaC2晶體中啞鈴C22-的存在，使晶胞沿一個方向拉長（如圖3）．CaC2中C22-與O22+互為等電子體，O22+的電子式可表示．已知CaC2晶體密度為ag•cm-3，NA表示阿伏加德羅常數(shù)，則CaC2晶胞體積為$\frac{256}{a{N}_{A}}$cm3．

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科目：高中化學 來源： 題型：選擇題

1．將溶液 的c（H+）、c（OH-）之比取為AG[AG=lg$\frac{c（{H}^{+}）}{c（O{H}^{-}）}$]．25℃時，用0.01mol．L-1的氫氧化鈉溶液滴定20ml相同物質的量濃度的醋酸溶液，滴定曲線如圖所示．下列有關敘述正確的是（　　）
A．A點時c（CH3COO-）＞c（Na+）
B．室溫時0.01mol．L-1的醋酸溶液pH=6
C．OA段溶液中均有：c（CH3COO-）＞c（CH3COOH）
D．若B點時加入NaOH溶液40mL，所得溶液中：c（CH3COO-）+2c（CH3COOH）=c（OH-）-c（H+）

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