Question

【題目】氮是一種非常重要的元素，它的單質(zhì)和化合物應(yīng)用廣泛，在科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)中有重要的應(yīng)用。砷（As）位于周期表中的第4周期，與氮元素屬同一主族元素，其廣泛分布于自然界。試回答下列問題：

(1)砷的氣態(tài)氫化物的電子式為___________，其穩(wěn)定性比NH3_______（填“強”或“弱”）。

(2)NA表示阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值。46gNO2和N2O4的混合氣體中含有____NA個氮原子；分子總數(shù)為NA個的NO2和CO2混合氣體含______ NA個氧原子數(shù)；1mol15N中，中子數(shù)比質(zhì)子數(shù)多_______ NA個；1L 1mol/LFe(NO3)3溶液中含_____NA個NO3－離子。

(3)氨和聯(lián)氨（N2H4）是氮的兩種常見化合物，制備聯(lián)氨可用丙酮為催化劑，將次氯酸鈉與氨氣反應(yīng)，該反應(yīng)中還原劑與氧化劑的物質(zhì)的量之比為2:1，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式_________________________。

(4)砷的常見酸性氧化物有As2O3和As2O5，請根據(jù)圖相關(guān)信息寫出As2O5分解為As2O3的熱化學(xué)方程式_______________________________________。

(5)直接供氨式堿性燃料電池的電池反應(yīng)式是4NH3 + 3O2 = 2N2 + 6H2O，電解質(zhì)溶液一般使用KOH溶液，則負(fù)極電極反應(yīng)式是________________________________。

Answer 1

【答案】 弱 1 2 1 3 NaClO+2NH3=N2H4+NaCl+H2O As2O5(s) = As2O3(s) + O2(g) ; H= +295.4 kJ·mol－1 2NH3 + 6OH－—6e－=N2+6H2O

【解析】

(1)砷與N同主族，根據(jù)元素周期律分析解答；

(2)根據(jù)n==結(jié)合分子的構(gòu)成計算，Fe(NO3)3溶液中，c(NO3-)=3c[Fe(NO3)3]，據(jù)此分析解答；

(3)次氯酸鈉與氨氣反應(yīng)，NaClO為氧化劑，NH3為還原劑，據(jù)此書寫反應(yīng)的方程式；

(4)由圖象可知As2O3生成As2O5的反應(yīng)熱為(-914.6kJ/mol+619.2kJ/mol)=-295.4kJ/mol，以此可計算As2O5分解為As2O3的反應(yīng)熱；

(5)根據(jù)總反應(yīng)，堿性條件下，氨氣被氧化生成N2和水，據(jù)此分析書寫電極反應(yīng)式。

(1)砷的氣態(tài)氫化物為AsH3，結(jié)構(gòu)類似于氨氣，電子式為，非金屬性As＜N，元素的非金屬性越強，對應(yīng)的氫化物越穩(wěn)定，則穩(wěn)定性比NH3弱，故答案為：；弱；

(2)NO2和N2O4的最簡式都為NO2，則46gNO2和N2O4的混合氣體中含有=1molN原子，則N原子個數(shù)為NA；NO2和CO2的分子組成相似，則分子總數(shù)為NA個的NO2和CO2混合氣體含2NA個氧原子數(shù)；15N中質(zhì)子數(shù)為7，中子數(shù)為15-7=8，則1mol15N中，中子數(shù)比質(zhì)子數(shù)多NA個，1mol/LFe(NO3)3溶液中，c(NO3-)=3mol/L，1L溶液中含有3molNO3-，即含3NA個NO3-離子，故答案為：1；2；1；3；

(3)制備聯(lián)氨可用丙酮為催化劑，以NaClO氧化NH3，反應(yīng)中還原劑與氧化劑的物質(zhì)的量之比為2∶1，反應(yīng)的化學(xué)方程式為NaClO+2NH3═N2H4+H2O+NaCl，故答案為：NaClO+2NH3=N2H4+NaCl+H2O；

(4)由圖象可知As2O3生成As2O5的反應(yīng)熱為(-914.6kJ/mol+619.2kJ/mol)=-295.4kJ/mol，則As2O5分解為As2O3的反應(yīng)熱為+295.4kJ/mol，所以熱化學(xué)方程式為As2O5(s)=As2O3(s)+O2(g) △H=+295.4 kJmol-1，故答案為：As2O5(s)=As2O3(s)+O2(g) △H=+295.4 kJmol-1；

(5)根據(jù)電池反應(yīng)4NH3 + 3O2 = 2N2 + 6H2O可知，氨氣被氧化，在負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，堿性條件下，氨氣被氧化生成N2和水，電極反應(yīng)式為2NH3+6OH--6e-=N2+6H2O，故答案為：2NH3+6OH--6e-=N2+6H2O。