Question

【題目】煤粉中的氮元素在使用過(guò)程中的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示：

(1)②中NH3參與反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______。

(2)焦炭氮中有一種常見(jiàn)的含氮有機(jī)物吡啶()，其分子中相鄰的C和N原子相比，N原子吸引電子能力更___________(填“強(qiáng)”或“弱”)，從原子結(jié)構(gòu)角度解釋原因：________。

(3)工業(yè)合成氨是人工固氮的重要方法。2007年化學(xué)家格哈德·埃特爾證實(shí)了氫氣與氮?dú)庠诠腆w催化劑表面合成氨的反應(yīng)過(guò)程，示意如圖：

下列說(shuō)法正確的是________(選填字母)。

a. 圖①表示N2、H2分子中均是單鍵

b. 圖②→圖③需要吸收能量

c. 該過(guò)程表示了化學(xué)變化中包含舊化學(xué)鍵的斷裂和新化學(xué)鍵的生成

(4)已知：N2(g) ＋ O2(g) = 2NO(g) ΔH = a kJ·mol-1

N2(g) ＋ 3H2(g) = 2NH3(g) ΔH = b kJ·mol-1

2H2(g) ＋ O2(g) = 2H2O(l) ΔH = c kJ·mol-1

反應(yīng)后恢復(fù)至常溫常壓，①中NH3參與反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為________。

(5)用間接電化學(xué)法除去NO的過(guò)程，如圖所示：

①已知電解池的陰極室中溶液的pH在4~7之間，寫(xiě)出陰極的電極反應(yīng)式：________。

②用離子方程式表示吸收池中除去NO的原理：__________。

Answer 1

【答案】4NH3+5O24NO+6H2O 強(qiáng) C和N原子在同一周期(或電子層數(shù)相同)，N原子核電荷數(shù)更大，原子半徑更小，原子核對(duì)外層電子的吸引力更強(qiáng) bc 4NH3(g) + 6NO(g) = 5N2(g) + 6H2O(l) ΔH = (3c-3a-2b) kJ·mol-1 2HSO3- + 2e- + 2H+ = S2O42- + 2H2O 2NO + 2S2O42- +2H2O = N2 + 4HSO3-

【解析】

(1)氨氣在催化劑條件下與氧氣反應(yīng)生成一氧化氮和水，為重要的工業(yè)反應(yīng)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為4NH3+5O24NO+6H2O；

(2)由于C和N原子在同一周期(或電子層數(shù)相同)，N原子核電荷數(shù)更大，原子半徑更小，原子核對(duì)外層電子的吸引力更強(qiáng)，所以N原子吸引電子能力更強(qiáng)；

(3)a．氮?dú)庵袃蓚�(gè)氮原子之間為三鍵，故a錯(cuò)誤；

b．分析題中圖可以知道，圖②表示N2、H2被吸附在催化劑表面，而圖③表示在催化劑表面，N2、H2中化學(xué)鍵斷裂，斷鍵吸收能量，所以圖②→圖③需要吸收能量，故b正確；

c．在化學(xué)變化中，氮分子和氫分子在催化劑的作用下斷裂成氫原子和氮原子，發(fā)生化學(xué)鍵的斷裂，然后原子又重新組合成新的分子，形成新的化學(xué)鍵，所以該過(guò)程表示了化學(xué)變化中包含舊化學(xué)鍵的斷裂和新化學(xué)鍵的生成，故c正確；

答案選bc。

(4)①中NH3參與的反應(yīng)為：4NH3(g) + 6NO(g) = 5N2(g) + 6H2O(l)；

已知：N2(g) ＋ O2(g) = 2NO(g) ΔH = a kJ·mol-1 i；

N2(g) ＋ 3H2(g) = 2NH3(g) ΔH = b kJ·mol-1 ii；

2H2(g) ＋ O2(g) = 2H2O(l) ΔH = c kJ·mol-1 iii；

根據(jù)蓋斯定律iii×3- i×3-ii×2可得4NH3(g) + 6NO(g) = 5N2(g) + 6H2O(l) ΔH=(3c-3a-2b)kJ·mol-1；

(5)①陰極發(fā)生還原反應(yīng)，據(jù)圖可知亞硫酸氫根離子得電子被還原生成S2O42-，電解質(zhì)溶液顯弱酸性，所以電極反應(yīng)式為：2HSO3-+2e-+2H+=S2O42-+2H2O；

②據(jù)圖可知S2O42-與一氧化氮發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成氮?dú)夂蛠喠蛩釟涓�，根�?jù)得失電子守恒、原子守恒和電荷守恒，反應(yīng)的離子方程式為：2NO+2S2O42-+2H2O=N2+4HSO3-。