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氮及其化合物在生产、生活中具有重要作用.(1)利用NH3的还原性可消除氮氧化物的污染,相关热化学方程式如下:H2O(l)=H2O(g)△H1=+44.0kJ•mol-1N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H2=+229.3kJ•mol-14N
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氮及其化合物在生产、生活中具有重要作用.
(1)利用NH3的还原性可消除氮氧化物的污染,相关热化学方程式如下:
H2O(l)=H2O(g)△H1=+44.0kJ•mol-1
N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H2=+229.3kJ•mol-1
4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g)△H3=-906.5kJ•mol-1
则:4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(l)△H4=___kJ•mol-1.
(2)使用NaBH4为诱导剂,可使Co2+与肼(N2H4)在碱性条件下发生反应,制得高纯度纳米钴,并产生可参与大气循环的气体
①写出该反应的离子方程式:___.
②在纳米钴的催化作用下,肼可分解生成两种气体,其中一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝.若反应在不同温度下达到平衡时,混合气体中各组分的体积分数如图1所示,则肼分解反应的化学平衡常数的表达式为:___;为抑制肼的分解,可采取的合理措施有___(任写一种).

(3)NF3在微电子工业上常用作蚀刻剂,在对硅、氮化硅等材料进行蚀刻时,具有非常优异的蚀刻速率和选择性,且在被蚀刻物表面无物质残留,不会污染表面.工业上通过电解含NH4F等的无水熔融物生产NF3,其电解原理如图2所示.
①a电极为电解池的___极,该电极的电极反应式为___.
②以NF3蚀刻Si3N4为例,解释被蚀刻物表面无物质残留的原因是___.
③NF3能与水发生反应,生成两种酸及一种气态氧化物,其中两种酸分别是___.
(1)利用NH3的还原性可消除氮氧化物的污染,相关热化学方程式如下:
H2O(l)=H2O(g)△H1=+44.0kJ•mol-1
N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H2=+229.3kJ•mol-1
4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g)△H3=-906.5kJ•mol-1
则:4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(l)△H4=___kJ•mol-1.
(2)使用NaBH4为诱导剂,可使Co2+与肼(N2H4)在碱性条件下发生反应,制得高纯度纳米钴,并产生可参与大气循环的气体
①写出该反应的离子方程式:___.
②在纳米钴的催化作用下,肼可分解生成两种气体,其中一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝.若反应在不同温度下达到平衡时,混合气体中各组分的体积分数如图1所示,则肼分解反应的化学平衡常数的表达式为:___;为抑制肼的分解,可采取的合理措施有___(任写一种).

(3)NF3在微电子工业上常用作蚀刻剂,在对硅、氮化硅等材料进行蚀刻时,具有非常优异的蚀刻速率和选择性,且在被蚀刻物表面无物质残留,不会污染表面.工业上通过电解含NH4F等的无水熔融物生产NF3,其电解原理如图2所示.
①a电极为电解池的___极,该电极的电极反应式为___.
②以NF3蚀刻Si3N4为例,解释被蚀刻物表面无物质残留的原因是___.
③NF3能与水发生反应,生成两种酸及一种气态氧化物,其中两种酸分别是___.
▼优质解答
答案和解析
(1)H2O(l)=H2O(g)△H1=44.0kJ•mol-1 (i)
N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H2=229.3kJ•mol-1 (ii)
4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g)△H3=-906.5kJ•mol-1 (iii)
(iii)-(ii)×5-(i)×6得:4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(l),故△H4=-906.5-(229.3×5)-(44×6)=-2317kJ•mol-1,
故答案为:-2317;
(2)①依据题意,反应物为Co2+与肼(N2H4)、碱性条件下存在OH-,生成物为:钴单质,据此得出Co的化合价降低,故N的化合价升高,只能为0价,即氮气,据此得出还有水生成,氧化还原反应中存在得失电子守恒以及元素守恒,故此反应的离子反应方程式为:2Co2++N2H4+4OH-=2Co↓+N2↑+4H2O,
故答案为:2Co2++N2H4+4OH-=2Co↓+N2↑+4H2O;
②使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体为氨气,即肼分解生成氨气,依据元素守恒得知另外一种产物为氮气,故化学反应方程式为:3N2H4
N2+4NH3,平衡常数K=
=
,由图1可知,温度越高,肼的体积分数含量越低,故要抑制肼的分解,应降低反应温度,
故答案为:
;降低反应温度;
(3)①电解含NH4F等的无水熔融物生产NF3,N元素被氧化,则a为阳极,发生NH4++3F--6e-=NF3+4H+,
故答案为:阳;NH4++3F--6e-=NF3+4H+;
②NF3与Si3N4发生氧化还原反应,反应方程式为4NF3+Si3N4=4N2↑+3SiF4↑,生成氮气和四氟化硅,无残留,
故答案为:4NF3+Si3N4=4N2↑+3SiF4↑;
③NF3与水反应生成硝酸和HF酸,方程式为3NF3+5H2O=2NO↑+9HF+HNO3,
故答案为:HF和HNO3.
N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H2=229.3kJ•mol-1 (ii)
4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g)△H3=-906.5kJ•mol-1 (iii)
(iii)-(ii)×5-(i)×6得:4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(l),故△H4=-906.5-(229.3×5)-(44×6)=-2317kJ•mol-1,
故答案为:-2317;
(2)①依据题意,反应物为Co2+与肼(N2H4)、碱性条件下存在OH-,生成物为:钴单质,据此得出Co的化合价降低,故N的化合价升高,只能为0价,即氮气,据此得出还有水生成,氧化还原反应中存在得失电子守恒以及元素守恒,故此反应的离子反应方程式为:2Co2++N2H4+4OH-=2Co↓+N2↑+4H2O,
故答案为:2Co2++N2H4+4OH-=2Co↓+N2↑+4H2O;
②使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体为氨气,即肼分解生成氨气,依据元素守恒得知另外一种产物为氮气,故化学反应方程式为:3N2H4
| ||
△ |
生成物平衡浓度幂次方乘积 |
反应物平衡浓度幂次方乘积 |
c(N2)c4(NH3) |
c3(N2H4) |
故答案为:
c(N2)c4(NH3) |
c3(N2H4) |
(3)①电解含NH4F等的无水熔融物生产NF3,N元素被氧化,则a为阳极,发生NH4++3F--6e-=NF3+4H+,
故答案为:阳;NH4++3F--6e-=NF3+4H+;
②NF3与Si3N4发生氧化还原反应,反应方程式为4NF3+Si3N4=4N2↑+3SiF4↑,生成氮气和四氟化硅,无残留,
故答案为:4NF3+Si3N4=4N2↑+3SiF4↑;
③NF3与水反应生成硝酸和HF酸,方程式为3NF3+5H2O=2NO↑+9HF+HNO3,
故答案为:HF和HNO3.
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