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

1NH3催化氧化可制備硝酸。

4NH3(g)5O2(g)===4NO(g)6H2O(g) ΔH1=-907.28 kJ·mol-1

4NH3(g)3O2(g)===2N2(g)6H2O(g) ΔH2=-1269.02 kJ·mol-1

4NH3(g)6NO(g)===5N2(g)6H2O(g)  ΔH3=________________。

②NOO2氧化為NO2。其他條件不變時,NO的轉化率[α(NO)]與溫度、壓強的關系如下圖所示。則p1________p2(“>”“<””);溫度高于800℃時,α(NO)幾乎為0的原因是______________________________

500℃溫度時,2L密閉容器中充入2molNO1molO2,達平衡時壓強為P2MPa。500℃時該反應的平衡常數Kp=_____________(用平衡分壓代替平衡濃度計算,分壓=總壓×物質的量分數)。

2利用反應NO2+NH3→N2+H2O(未配平)消除NO2的簡易裝置如下圖所示。電極b的電極反應式為_________________消耗標準狀況下4.48LNH3時,被消除的NO2的物質的量為____________mol。

3)在微電子工業(yè)中NF3常用作氮化硅的蝕刻劑,工業(yè)上通過電解含NH4F等的無水熔融物生產NF3,其電解原理如下圖所示。

①a電極為電解池的_____________(”)極,寫出該電極的電極反應式:_____________;電解過程中還會生成少量氧化性極強的氣體單質,該氣體的分子式是_____________________。

已知氨水電離常數Kb=1.8×10-5,氫氟酸電離常數Ka=3.5×10-4NH4F的電子式為_____________,0.1mol/LNH4F溶液中所有離子濃度由大到小的順序為_____________________________。

【答案】 1811.63 kJ·mol-1 > NO2幾乎完全分解 7/32P2 MPa-1 2NO28e-4H2O===8OH-N2 0.15 NH4++3F--6e-NF34H+ F2 c(F-)> c(NH4+)> c(H+)> c(OH-

【解析】(1)①i.4NH3(g)+5O2(g)═4NO(g)+6H2O(g)H1=-907.28kJmol-1;ii.4NH3(g)+3O2(g) ═2N2(g) +6H2O(g) H2=-1269.02kJmol-1;目標反應的反應熱為: =1811.63kJmol-1,故答案為:=-1811.63kJmol-1;

②溫度相同時p1的一氧化氮的轉化率大,所以增大壓強平衡正向移動,所以p1p2NOO2氧化為NO2,方程式為:2NO+O22NO2α(NO)幾乎為0表示無二氧化氮,說明NO2幾乎完全分解,故答案為:>;NO2幾乎完全分解;

500℃溫度時,達平衡時壓強為P2MPaα(NO)=0.2,

2NO + O22NO2

起始(mol) 2 1 0

反應(mol) 0.4 0.2 0.4

平衡(mol) 1.6 0.8 0.4

平衡分壓(MPa) P2 P2 P2

平衡常數Kp==,故答案為: ;

(2)配平后的方程式為6NO2+8NH3=7N2+12H2O電極b的電極發(fā)生還原反應,二氧化氮轉化生成氮氣,電極反應式為2NO2+8e-+4H2O═8OH-+N2;標準狀況下4.48LNH3的物質的量為:0.2mol,根據4NH33NO2,所以被消除的NO2的物質的量為×0.2mol=0.15mol,故答案為:2NO2+8e-+4H2O═8OH-+N20.15

(3)①由圖2可知,H+b極上得到電子生成氫氣,故b為陰極,那么a為陽極,陽極上NH4+失去電子生成NF3,電極反應方程式為:NH4++3F--6e-=NF3+4H+,依據電解原理可知,F-也可能失去電子生成氟單質,故氧化性較強的單質為氟氣,故答案為:陽;NH4++3F--6e-=NF3+4H+;F2;

NH4F屬于離子化合物,電子式為,氨水電離常數Kb=1.8×10-5,氫氟酸電離常數Ka=3.5×10-4說明HF的電離程度大于NH3H2O,則NH4F溶液中NH4+水解程度大于F-,溶液顯酸性,離子濃度由大到小的順序為c(F-)c(NH4+)c(H+)c(OH-),故答案為:c(F-)c(NH4+)c(H+)c(OH-)。

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