Question

【题目】氮的重要化合物如氨(NH3)、氮氧化物(NxOy)、肼(N2H4)、三氟化氮(NF3)等，在生产、生活中具有重要作用。

（1）NH3催化氣化可制备硝酸。

①NH3氧化时发生如下反应:

4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) △H1=-907.28kJ·mol-1

4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g) △H2=-1269.02kJ·mol-1

则4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(g) △H3_____。

②NO被O2氧化为NO2。其他条件不变时，NO的转化率[a(NO)]与温度、压强的关系如下图所示。则p1____p2(填“><“或“=”)；

③在500℃温度时，2L密闭容器中充入2molNO和1molO2，达平衡时压强为p2MPa。则500℃时该反

应的平衡常数Kp=______，(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)

（2）利用反应NO2+NH3→N2+H2O(未配平)消除NO2的简易装置如下图所示。电极b的电极反应式为_____，消耗标准状况下4.48LNH3时，被消除的NO2的物质的量为______mol。

（3）在微电子工业中NF3常用作氮化硅的蚀刻剂，工业上通过电解含NH4F等的无水熔融物生产NF3，

其电解原理如图所示。

①a电极为电解池的______(填“阴”或“阳”)极，写出该电极的电极反应式:_________；电解过程中

还会生成少量氧化性极强的气体单质，该气体的分子式是_________。

②已知同温时NH3·H2O的电离常数小于氢氟酸的电离常数，则0.1mo/LNH4F溶液中所有离子浓度由大到小的顺序为_______________。

Answer 1

【答案】 －1811.63 kJ·mol－1 > 7(32p2 MPa)-1 2NO2＋8e－＋4H2O===8OH－＋N2 0.15 阳 NH4＋＋3F―－6e－＝NF3＋4H＋ F2 c(F－）＞ c( NH4＋）＞ c(H＋）＞ c(OH－）

【解析】本题主要考查化学反应中的能量变化、化学平衡的移动及计算、盐类水解等。

（1）① 将已知热化学方程式分别用a、b表示，则2.5b-1.5a得4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(g) △H3=2.5△H2-1.5△H1=－1811.63 kJ·mol－1。

②2NO+O2=2NO2，温度一定时，加压平衡右移，a(NO)增大，则p1>p2；

③在500℃温度时反应达到平衡状态，n(lNO)=1.6mol，n(O2) =0.8mol，n(NO2)=0.4mol，混合气体共2.8mol，NO、O2和NO2的物质的量分数分别是4/7、2/7和1/7，平衡分压分别用p(lNO)、p(O2)、p(NO2)表示，则500℃时该反应的平衡常数Kp= p2(NO2)/[p2(lNO)p(O2)]=7(32p2 MPa)-1。

（2）NO2在电极b被还原为N2，电极b的电极反应式为2NO2＋8e－＋4H2O===8OH－＋N2。3NO2～4NH3～12e-，消耗标准状况下4.48L即0.2molNH3时，被消除的NO2的物质的量为0.15mol。

（3）①a电极产生氧化产物NF3，a电极为电解池的阳极，该电极的电极反应式：NH4＋＋3F―－6e－＝NF3＋4H＋；电解过程中还会生成少量氧化性极强的气体单质，该气体的分子式是F2。

②已知同温时NH3·H2O的电离常数小于氢氟酸的电离常数，则NH4＋的水解程度大于F－，NH4F溶液呈酸性，0.1mo/LNH4F溶液中所有离子浓度由大到小的顺序为c(F－）＞c(NH4＋）＞c(H＋）＞c(OH－）。