Question

15．氨是合成硝酸、銨鹽和氮肥的基本原料，回答下列問題：
（1）由N₂O和NO反應生成N₂和NO₂的能量變化如圖所示，寫出該反應的熱化學方程式N₂O（g）+NO（g）=N₂（g）+NO₂（g）△H=-139kJ•moL^-1．
（2）NH₄NO₃（s）加熱分解可得到N₂O和H₂O，250℃時，硝酸銨在密閉容器中分解達到平衡，該分解反應的化學方程式為NH₄NO₃$\stackrel{250℃}{?}$N₂O+2H₂O，平衡常數表達式為K=c（N₂O）×c²（H₂O）；
（3）常溫下，要除去NH₄Cl溶液中的雜質Fe³⁺，加入氨水調至溶液的pH等于8，使溶液中的Fe³⁺轉化為Fe（OH）₃沉淀，過濾后濾液中殘留c（Fe³⁺）=4.0×10^-20mol/L．[已知KspFe（OH）₃=4.0×10^-38]
（4）污染環(huán)境的NO₂氣體可用氨水吸收生成NH₄NO₃氮肥，25℃時，若向含2mol NH₄NO₃的溶液中滴加1L氨水后使溶液呈中性，則所滴加氨水的濃度為1×10^-2mol/L．（已知氨水的電離平衡常數取Kb=2×10^-5mol/L）

Answer 1

分析 （1）由圖可知△H=209kJ/mol-348kJ/mol=-139kJ/mol，結合物質的狀態(tài)及反應物、生成物書寫；
（2）由反應物、生成物可知化學反應，K為生成物濃度冪之積與反應物濃度冪之積的比；
（3）pH等于8，c（OH^-）=10^-6mol/L，結合Ksp計算；
（4）滴加1L氨水后使溶液呈中性，則c（OH^-）=10^-7mol/L，由電荷守恒可知c（NH₄⁺）=c（NO₃^-），結合NH₃•H₂O的電離平衡常數K_b=2×10^-5 mol•L^-1計算．

解答 解：（1）該反應中△H=209kJ/mol-348kJ/mol=-139kJ/mol，所以其熱化學反應方程式為：N₂O（g）+NO（g）=N₂（g）+NO₂（g）△H=-139kJ•moL^-1，
故答案為：N₂O（g）+NO（g）=N₂（g）+NO₂（g）△H=-139kJ•moL^-1；
（2）硝酸銨分解生成N₂O和H₂O，達到平衡，說明為可逆反應，化學反應方程式為：NH₄NO₃$\stackrel{250℃}{?}$N₂O+2H₂O，250℃時，水為氣體狀態(tài)，故平衡常數K=c（N₂O）×c²（H₂O），故答案為：NH₄NO₃$\stackrel{250℃}{?}$N₂O+2H₂O；K=c（N₂O）×c²（H₂O）；
（3）pH等于8，c（OH^-）=10^-6mol/L，溶液中的Fe³⁺轉化為Fe（OH）₃沉淀，過濾后濾液中殘留c（Fe³⁺）=$\frac{4.0×1{0}^{-38}}{（1{0}^{-6}）^{3}}$mol/L=4.0×10^-20mol/L，
故答案為：4.0×10^-20；
（5）滴加1L氨水后使溶液呈中性，則c（OH^-）=10^-7mol/L，由電荷守恒可知c（NH₄⁺）=c（NO₃^-）=2mol/L，由NH₃•H₂O?NH₄⁺+OH^-及NH₃•H₂O的電離平衡常數K_b=2×10^-5 mol•L^-1，則c（NH₃•H₂O）=$\frac{2mol/L×1{0}^{-7}mol/L}{2×1{0}^{-5}mol/L}$=1×10^-2mol/L，故答案為：1×10^-2．

點評 本題考查較綜合，涉及熱化學反應、化學平衡的意義及計算，為高頻考點，側重于學生的分析、應用能力的考查，題目難度不大，注意把握平衡常數及計算方法為解答的關鍵，學習中注意相關基礎知識的積累．