Question

10．回答下列關(guān)于氮元素的氫化物和氧化物的問題：
（1）氮元素原子的L層電子數(shù)為5，寫出N₂的電子式；
（2）在一定溫度和壓強及催化劑的條件下，在2L密閉容器中，通入一定量的氮氣和氫氣，發(fā)生如下反應(yīng)：
N₂+3H₂?2NH₃，開始時N₂的物質(zhì)的量濃度為4mol•L^-1，2min后N₂的物質(zhì)的量濃度為2mol•L^-1，則用N₂表示的反應(yīng)速率為1mol/（L•min）； 2min時，NH₃物質(zhì)的量為8mol．
（3）已知各破壞1mol N≡N鍵、H-H鍵和N-H鍵分別需要吸收的能量為946kJ、436kJ、391kJ．理論計算
1mol N₂（g）和3mol H₂（g）完全轉(zhuǎn)化為2mol NH₃（g）的反應(yīng)熱△H=-92kJ•mol^-1；
（4）NH₃與NaClO反應(yīng)可得到肼（N₂H₄），該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NH₃+NaClO=N₂H₄+NaCl+H₂O；
（5）肼可作為火箭發(fā)動機的燃料，與氧化劑N₂O₄反應(yīng)生成N₂和水蒸氣．
已知：①N₂（g）+2O₂（g）=N₂O₄（1）△H₁=-20.0kJ•mol^-1
②N₂H₄ （1）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（g）△H₂=-534.2kJ•mol^-1
寫出肼和N₂O₄ 反應(yīng)的熱化學(xué)方程式2N₂H₄（l）+N₂O₄（l）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-873.4kJ/mol．

Answer 1

分析 （1）氮元素為7號元素，原子的L層電子數(shù)為5，氮原子最外層有5個電子，氮原子之間形成三對共用電子對形成氮分子；
（2）根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計算，根據(jù)轉(zhuǎn)化的氮氣的物質(zhì)的量結(jié)合方程式可計算出生成氨氣的物質(zhì)的量；
（3）化學(xué)反應(yīng)中，化學(xué)鍵斷裂吸收能量，形成新化學(xué)鍵放出能量，根據(jù)方程式計算，化學(xué)反應(yīng)中，反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量，反應(yīng)放熱，反之吸熱，以此計算反應(yīng)熱并判斷吸熱還是放熱；
（4）NH₃與NaClO反應(yīng)可得到肼（N₂H₄），依據(jù)氧化還原反應(yīng)化合價變化分析書寫化學(xué)方程式：
（5）①N₂（g）+2O₂（g）=N₂O₄（l）△H₁=-195kJ?mol^-1
    ②N₂H₄（l）+O₂ （g）=N₂（g）+2H₂O（g）△H₂=-534.2kJ•mol^-1
   根據(jù)蓋斯定律：②×2-①得到肼和N₂O₄反應(yīng)的化學(xué)方程，并據(jù)此計算反應(yīng)熱；

解答 解：（1）氮元素為7號元素，原子的L層電子數(shù)為5，氮原子最外層有5個電子，氮原子之間形成三對共用電子對形成氮分子，N₂的電子式為，
故答案為：5；；
（2）根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$可知，用N₂表示的反應(yīng)速率為$\frac{4mol•L{\;}^{-1}-2mol•L{\;}^{-1}}{2min}$=1mol/（L•min），根據(jù)題意，轉(zhuǎn)化的氮氣的物質(zhì)的量為（4mol•L^-1-2mol•L^-1）×2L=4mol，根據(jù)方程式可知生成氨氣的物質(zhì)的量為2×4mol=8mol，
故答案為：1mol/（L•min）；8mol；
（3）拆1molH-H鍵、1molN≡N、1molN-H鍵分別需要吸收的能量為436kJ、946kJ、391kJ，在反應(yīng)N₂+3H₂?2NH₃中，斷裂3mol H-H鍵，1mol N三N鍵共吸收的能量為：3×436kJ+946kJ=2254kJ，生成2mol NH₃，共形成6molN-H鍵，放出的能量為：6×391kJ=2346kJ，所以反應(yīng)熱△H=2254kJ•mol^-1-2346kJ•mol^-1=-92kJ•mol^-1，
故答案為：-92kJ•mol^-1；
（4）NH₃與NaClO反應(yīng)可得到肼（N₂H₄），次氯酸鈉做氧化劑，依據(jù)氧化還原反應(yīng)的電子守恒和原子守恒寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2NH₃+NaClO=N₂H₄+NaCl+H₂O；故答案為：2NH₃+NaClO=N₂H₄+NaCl+H₂O；
（5）①N₂（g）+2O₂（g）=N₂O₄（l）△H₁=-195kJ?mol^-1
    ②N₂H₄（l）+O₂ （g）=N₂（g）+2H₂O（g）△H₂=-534.2kJ•mol^-1
   根據(jù)蓋斯定律：②×2-①得到肼和N₂O₄反應(yīng)的熱化學(xué)方程為：2N₂H₄（l）++N₂O₄（l）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-873.4kJ/mol，
故答案為：2N₂H₄（l）+N₂O₄（l）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-873.4kJ/mol．

點評 本題考查了電子式的書寫、反應(yīng)速率的計算、反應(yīng)熱的計算、蓋斯定律的應(yīng)用等知識，題目難度中等，注意基礎(chǔ)知識的靈活運用．