Question

氮及其化合物与我们的吃、穿、住、行、健康等都有着密切的联系，也是高中化学学习中重要的一部分．请回答下列问题：
I．（1）现有一支15mL的试管，充满NO倒置于水槽中，向试管中缓缓通入一定量氧气，当试管内液面稳定时，剩余气体3mL．则通入氧气的体积可能为

 

．
（2）一定条件下，某密闭容器中发生反应：4NH₃（g）+5O₂（g）?4NO（g）+6H₂O（g）．

起始浓度（ mol/L）	C（NH3）	C（O2）	C（NO）	C（H2O）
甲	1	2	0	0
乙	4	8	0	0
丙	0.2	x	y	z

①恒温恒容下，平衡时NH₃的转化率甲

 

乙．（填“＞”、“=”、或“＜”）
②恒温恒容下，若要使丙与甲平衡时各组分浓度相同，则x=

 

，y=

 

，z=

 

．
（3）向容积相同、温度分别为T₁和T₂的两个密闭容器中分别充入等量NO₂，发生反应：2NO₂（g）?N₂O₄（g）△H＜0．恒温恒容下反应相同时间后，分别测定体系中NO₂的百分含量分别为a₁和a₂；已知T₁＜T₂，则a₁

 

a₂．
A．大于    B．小于    C．等于    D．以上都有可能
（4）2.24L（标准状况）氨气被200mL 1mol/L HNO₃溶液吸收后，反应后溶液中的离子浓度关系是

 

．
Ⅱ．三氟化氮（NF₃）是一种新型的电子材料，它在潮湿的空气中与水蒸气能发生氧化还原反应，其生成物有HF、NO、HNO₃．根据要求回答下列问题：
（1）写出该反应的化学方程式：

 

．反应过程中，氧化剂和还原剂物质的量之比为

 

．
（2）若反应中生成0.2mol HNO₃，转移的电子数目为

 

．

Answer 1

考点：等效平衡,氧化还原反应的计算,化学平衡的影响因素

专题：氧化还原反应专题,化学平衡专题

分析：Ⅰ（1）根据化学反应4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃进行计算，剩余的可能是一氧化氮也可能时氧气，进行讨论；
（2）①乙中的物质的量比甲的大，利用压强对化学平衡的影响来分析；
②根据等效平衡可知，丙中转化为起始量与甲中的起始量相同；
（3）恒温恒容下反应相同时间，T₁＜T₂，两个密闭容器中分别充入等量NO₂，由pV=nRT可知，两个容器中的压强可能相等或不等；
（4）2.24L（标准状况）氨气被200mL 1mol/L HNO₃溶液吸收后，得到等浓度的硝酸铵和硝酸溶液，根据铵根离子能水解，可以写出溶液中离子浓度关系；
Ⅱ（1）根据反应物、生成物书写方程式，该反应中N元素化合价由+3价变为+2价、+5价，则NF₃既是氧化剂又是还原剂，根据得失电子相等确定氧化剂和还原剂的物质的量之比；
（2）根据硝酸和转移电子之间的关系式计算．

解答： 解：Ⅰ（1）根据化学反应4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃可知，一氧化氮和氧气按4：3反应，如果剩余的是一氧化氮，则参加反应的一氧化氮为12mL，则需氧气的体积为12×

3

4

mL=9mL，如果剩余的是氧气，则参加反应的氧气为15×

3

4

mL=11.25mL，则需要氧气的总量为11.25mL+3mL=14.25mL，故答案为：9mL和14.25mL；
（2）①乙中的物质的量比甲的大，压强越大，化学平衡逆向移动的程度大，则乙的转化率小，故答案为：＞；
②根据等效平衡可知，丙中转化为起始量与甲中的起始量相同，则
   4NH₃（g）+5O₂g）?4NO（g）+6H₂O（g），
起始1        2
丙 0.2       x         y         z
则0.2+y=1，0.2+

4

6

z=1，x+

5

6

z=2，解得x=1，y=0.8，z=1.2，
故答案为：1；0.8；1.2；
（3）恒温恒容下反应相同时间，T₁＜T₂，两个密闭容器中分别充入等量NO₂，由pV=nRT可知，两个容器中的压强相等时，
a₁=a₂，
若P₁＞P₂，a₁，＞a₂，
若P₁＜P₂，a₁，＜a₂，则以上都有可能，
故答案为：D；
（4）2.24L（标准状况）氨气被200mL 1mol/L HNO₃溶液吸收后，得到等浓度的硝酸铵和硝酸溶液，根据铵根离子能水解，可以写出溶液中离子浓度关系为c（NO^-₃）＞c（H⁺）＞c（NH⁺₄）＞c（OH^-），故答案为：c（NO^-₃）＞c（H⁺）＞c（NH⁺₄）＞c（OH^-）；
Ⅱ（1）反应物是NF₃和水，生成物是HF、NO、HNO₃，该反应中N元素化合价由+3价变为+2价、+5价，根据转移电子守恒及原子守恒配平方程式为3NF₃+5H₂O=9HF+2NO+HNO₃，该反应中NF₃既是氧化剂又是还原剂，氧化剂和还原剂的物质的量之比为2：1，
故答案为：3NF₃+5H₂O=9HF+2NO+HNO₃；2：1；
（2）3NF₃+5H₂O=9HF+2NO+HNO₃中硝酸和转移电子之间的关系为1：2，所以若反应中生成0.2mol HNO₃，转移的电子数目=0.2mol×2×N_A/mol=2.408×10²³或0.4N_A，
故答案为：2.408×10²³或0.4N_A．

点评：本题较难，考查化学平衡、电离、水解、离子浓度的比较、NO的化学性质、根据反应中转移电子配平方程式、再结合方程式中各个物理量之间的关系式计算等知识点，注意NF₃的作用，为易错点．