Question

18．氮元素是地球大氣中含量最多的元素．
（1）氮元素位于元素周期表第二周期，第ⅤA族．
（2）氮元素和碳元素一樣也存在一系列氫化物并有廣泛應(yīng)用．例如：NH₃、N₂H₄、N₃H₅、N₄H₆…．
①寫出該系列氫化物的通式：N_nH_n+2（n≥2）．
②N₄H₆的同分異構(gòu)體有2種．
（3）OH^-結(jié)合質(zhì)子（H⁺）的能力比NH₃強、其理由可以表示為：NH₄⁺+OH^-═NH₃+H₂O．CO₃^2-、OH^-結(jié)合質(zhì)子的能力由強到弱的順序是OH^-＞CO₃^2-，理由用反應(yīng)的離子方程式表示為HCO₃^-+OH^-=CO₃^2-+H₂O．
（4）在堿性介質(zhì)中，用N₂H₄與NO₂可組合制成燃料電池，產(chǎn)物中無污染物，試寫出該電池正極的電極反應(yīng)式4H₂O+2NO₂+8e^-=N₂+8OH^-．（提示：電池總反應(yīng)為2N₂H₄+2NO₂═3N₂+4H₂O）
（5）CaCO₃和適量稀HNO₃溶液反應(yīng)時，每產(chǎn)生4.4g氣體（不考慮氣體溶解），放熱a kJ，則該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為CaCO₃（s）+2HNO₃（aq）=Ca （NO₃）₂（aq）+H₂O（l）+CO₂（g）△H=-10a kJ/mol．

Answer 1

分析 （1）氮原子核電核數(shù)為7，兩個電子層，最外層5個電子，據(jù)此確定周期表中的位置；
（2）①根據(jù)氮原子和氫原子個數(shù)之間的關(guān)系確定氫化物的通式；
②依據(jù)氮原子的連接方式書寫同分異構(gòu)體；
（3）對應(yīng)的酸越強，則酸根離子得到質(zhì)子的能力越弱，依據(jù)信息分析判斷原因；
（4）用N₂H₄與NO₂可組合制成燃料電池，產(chǎn)物中無污染物，即為氮氣和水，原電池的正極上發(fā)生得電子的還原反應(yīng)；
（5）每產(chǎn)生4.4g 氣體（不考慮氣體溶解），放熱a kJ，每產(chǎn)生44g 氣體（不考慮氣體溶解），放熱10a kJ．

解答 解：（1）氮原子核電核數(shù)為7，兩個電子層，最外層5個電子，位于第二周期，第ⅤA族，
故答案為：二，ⅣA；
（2）①根據(jù)氮原子和氫原子個數(shù)之間的關(guān)系：氫原子個數(shù)比氮原子個數(shù)多2，所以通式表示為：NnHn+2（n≥2），
故答案為：NnHn+2（n≥2）；
②N₄H₆的同分異構(gòu)體為、NH₂-NH-NH-NH₂，
故答案為：2；
（3）酸性為H₂CO₃＞HCO₃^-＞H₂O，對應(yīng)的酸越強，則酸根離子得到質(zhì)子的能力越弱，則結(jié)合質(zhì)子能力：OH^-＞CO₃^2-＞HCO₃^-，OH^-結(jié)合質(zhì)子（H⁺）的能力比NH₃強、其理由可以表示為：NH₄⁺+OH^-═NH₃+H₂O．得到CO₃^2-、OH^-結(jié)合質(zhì)子的能力的原因是HCO₃^-+OH^-=CO₃^2-+H₂O，
故答案為：OH^-＞CO₃^2-，HCO₃^-+OH^-=CO₃^2-+H₂O；
（4）用N₂H₄與NO₂可組合制成燃料電池，產(chǎn)物中無污染物，即為氮氣和水，二氧化氮中氮元素化合價降低，在原電池的正極上時二氧化氮發(fā)生得電子的還原反應(yīng)：4H₂O+2NO₂+8e^-=N₂+8OH^-，
故答案為：4H₂O+2NO₂+8e^-=N₂+8OH^-；
（5）每產(chǎn)生4.4g 氣體（不考慮氣體溶解），放熱a kJ，每產(chǎn)生44g 氣體（不考慮氣體溶解），放熱10a kJ，熱化學(xué)方程式為：CaCO_3（s）+2HCl_（aq）=CaCl_2（aq）+H₂O_（l）+CO_2（g）△H=-10a kJ/mol，
故答案為：CaCO_3（s）+2HCl_（aq）=CaCl_2（aq）+H₂O_（l）+CO_2（g）△H=-10a kJ/mol．

點評 本題涉及熱化學(xué)、電化學(xué)、弱電解質(zhì)的電離等綜合知識的考查，注意知識的歸納和整理是關(guān)鍵，難度中等．