Question

【题目】氮元素也与碳元素一样存在一系列氢化物,如NH3、N2H4、N3H5、N4H6等。请回答下列有关问题：

（1）上述氮的系列氢化物的通式为____________。

（2）已知：2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-483.6kJ·mol-1,查阅文献资料，化学键键能如下表：

化学键	H-H	N=N	N-H
E/kJ·mol-1	436	946	391

①氨分解反应NH3(g) N2(g)+ H2(g)的活化能Ea1=300kJ·mol-1，则合成氨反应 N2(g)+ H2(g)NH3(g)的活化能Ea2=___________。

②氨气完全燃烧生成氮气和气态水的热化学方程式为__________________________。

③如右图是氨气燃料电池示意图。a电极的电极反应式为________________。

（3）已知NH3·H2O为一元弱碱。N2H4·H2O为二元弱碱，在水溶液中的一级电离方程式表示为：N2H4·H2O+H2ON2H5·H2O++OH-。则可溶性盐盐酸肼(N2H6Cl2)第一步水解的离子方程式为__________________;溶液中离子浓度由大到小的排列顺序为___________________。

（4）通过计算判定(NH4)2SO3溶液的酸碱性(写出计算过程)________________________。(已知：氨水Kb=1.8×10-5;H2SO3 Ka1=1.3×10-2Ka2=6.3×10-8)。

Answer 1

【答案】 NnH(n+2) 254kJ·mol-1 4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g)△H=-1266.8kJ·mol-1 NH3+6OH--6e-=N2↑+6H2O N2H62++H2ON2H5·H2O++H+ [Cl-]>[N2H62+]>[H+]>[N2H5·H2O+]>[OH-] O32-的水解常数Kh1===×10-7，NH4+的水解常数Kh===×10-10，Kh1>Kh，故SO32-水解起主要作用而呈碱性

【解析】（1）通过观察可知：氮与氢原子数相差2个，通式为NnH(n+2)，正确答案：NnH(n+2)；

（2）①NH3(g) N2(g)+ H2(g)，△H=反应物的总键能-生成物的总键能=3×391-1/2×946-3/2×436=+46 kJ·mol-1; △H= Ea1- Ea2=46；300- Ea2=46，Ea2=254kJ·mol-1；

② 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-483.6kJ·mol-1, NH3(g) N2(g)+ H2(g)，△H==+46 kJ·mol-1;

根据盖斯定律：两个式子整理完成后，4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g) △H=1266.8kJ·mol-1；正确答案：4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g) △H=1266.8kJ·mol-1；

③ 氨气燃料电池，氨气做负极，负极发生氧化反应，失去电子，在碱性环境下氧化为氮气；极反应为NH3+6OH--6e-=N2↑+6H2O；正确答案为：NH3+6OH--6e-=N2↑+6H2O；

（3）N2H4H2O为二元弱碱，N2H6Cl2为强酸弱碱盐，水解显酸性，第一步水解的离子方程式为N2H62++H2ON2H5·H2O++H+；溶液中的离子：Cl-、N2H62+、H+、OH-、N2H5·H2O+

；根据水解规律：溶液中离子浓度大小排列顺序为：c(Cl-)>c(N2H62+)>c(H+)>c(N2H5·H2O+)

>c(OH-)；正确答案：c(Cl-)>c(N2H62+)> c(H+)>c(N2H5·H2O+)>c(OH-)；

（4）盐类水解平衡常数Kh=KW/Ka ，其中KW为离子积，Ka为弱酸或弱碱的电离平衡常数；

已知：氨水Kb=1.8×10-5;H2SO3 Ka1=1.3×10-2 Ka2=6.3×10-8)；NH4+的水解常数Kh1===×10-10；SO32-的水解常数Kh2===×10-7，Kh1<Kh，平衡常数越大，水解能力就越强，故SO32-水解起主要作用而呈碱性；正确答案：碱性；已知：氨水Kb=1.8×10-5;H2SO3 Ka1=1.3×10-2 Ka2=6.3×10-8)；NH4+的水解常数Kh1===×10-10；SO32-的水解常数Kh2===×10-7，Kh1<Kh，平衡常数越大，水解能力就越强，故SO32-水解起主要作用而呈碱性；