Question

【題目】氮及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)生活中應(yīng)用廣泛，請解決下列問題。

(1)化合物甲(由氮和另一種常見的主族元素組成)是一種新型無機(jī)材料。將 8.2g 甲溶于足量的氫氧化鈉溶液，可產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下為 4.48L 的氣體，該氣體可作制冷劑。向反應(yīng)后的溶滾中逐滴加入稀鹽酸，產(chǎn)生白色沉淀質(zhì)量最大為 15.6g，繼續(xù)滴加沉淀消失。則甲溶于氫氧化鈉的化學(xué)方程式為_____________________。

(2)NH3催化還原氮氧化物是目前應(yīng)用廣泛的煙氣氮氧化物脫除技術(shù)。例如：

4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(g) △H1

己知：①H2O(l)=H2O(g) △H2

②4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g) △H3

則 NH3(g)的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱△H=____________________。

(3)以FeSO4作催化劑在不同溫度下，經(jīng)過相同的時間測試氨還原氮氧化物效果如圖1，當(dāng)反應(yīng)在400～450℃，NOx 的轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而降低。當(dāng)體系溫度升至 500℃以上時． NOx 的轉(zhuǎn)化率迅速下降，其可能原因是______________________。圖2反映的是在400℃N2的體積分?jǐn)?shù)與反應(yīng)物中 c(NH3)/c(NOx)的關(guān)系，請在下面的圖2上畫出450℃的變化趨勢曲線。

(4)N2O5 是綠色硝化試劑，溶于水可得硝酸。下圖是以 N2O4為原料電解制備N2O5的裝置示意圖。寫出陽極區(qū)生成 N2O5 的電極反應(yīng)式是________________。

(5)常溫下，向 0.1mol/L 氨水中加入少許 N2O5，使溶液中 c(NH3·H2O):c(NH4+)=5:9，此時溶液的 pH=___________。( 25℃時． NH3·H2O 的電離平衡常數(shù) Kb=1.8×10-5)

Answer 1

【答案】

(1) AlN+NaOH+H2O=NaAlO2+NH3↑；

(2) ；

(3)催化劑活性降低( FeSO4 受熱分解)；；

(4) N2O4-2e-+2HNO3=2N2O5+2H+(寫成 N2O4-2e-+2NO3-=2N2O5 給分)；

(5) 9。

【解析】

試題分析：(1)化合物甲(由氮和另一種常見的主族元素組成)，溶于足量的氫氧化鈉溶液，產(chǎn)生的氣體可作制冷劑為氨氣，產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下為4.48L的氣體，n(NH3)==0.2mol，反應(yīng)后的溶滾中逐滴加入稀鹽酸，先沉淀后沉淀為溶解，為鋁的化合物的特征，產(chǎn)生白色沉淀質(zhì)量最大為15.6g，為氫氧化鋁，n[Al(OH)3]==0.2mol，則m(N)+m(Al)=0.2mol×14g/mol+0.2mol×27g/mol=8.2g，則8.2g甲為AlN，甲溶于氫氧化鈉的化學(xué)方程式為AlN+NaOH+H2O=NaAlO2+NH3↑，故答案為：AlN+NaOH+H2O=NaAlO2+NH3↑；

(2)氨氣燃燒生成氮氣和水，①4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(g)△H1②H2O(l)=H2O(g)△H2 ③4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g)△H3根據(jù)蓋斯定律，將已知熱化學(xué)方程式(③×3+①×2-②×30)得：4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(l)△H=，故答案為：；

(3)當(dāng)反應(yīng)在400～450℃，NOx的轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而降低．當(dāng)體系溫度升至500℃以上時，催化劑硫酸亞鐵受熱分解，催化劑活性降低，所以450℃的變化趨勢曲線圖為：，故答案為：催化劑活性降低(FeSO4受熱分解)；；

(4)NO2可電解制備綠色硝化試劑N2O5．N元素化合價升高，NO2被氧化，電極方程式為N2O4-2e-+2HNO3=2N2O5+2H+，故答案為：N2O4-2e-+2HNO3=2N2O5+2H+；

(5)常溫下，向0.1mol/L氨水中加入少許N2O5，五氧化二氮和水反應(yīng)生成硝酸，硝酸和氨水反應(yīng)，溶液中c(NH3H2O)：c(NH4+)=5：9，溶液中溶質(zhì)為硝酸銨和一水合氨，NH3H2ONH4++OH-，25℃時．NH3H2O的電離平衡常數(shù)Kb=1.8×10-5=，c(OH-)=10-5mol/L，c(H+)=10-9mol/L，PH=9，故答案為：9。