Question

X、Y、Z、W為電子數相同的分子或離子．X有5個原子核．通常狀況下，W為無色液體．它們之間轉化關系如圖1所示，請回答：

（1）工業上每制取1molZ要放出46.2kJ的熱量，寫出該反應的熱化學方程式：

 

．
（2）實驗室制取Z的方法不止一種，寫出其中一種方法的化學方程式：

 

．
（3）某化學小組同學模擬工業生產制取HNO₃，設計圖2所示裝置，其中a為一個可持續鼓入空氣的橡皮球．
①A中發生反應的化學方程式是

 

．②B中濃H₂SO₄的作用是

 

．
（4）寫出D裝置中反應的化學方程式

 

．
（5）向含有ag HNO₃的稀溶液中，加入bg鐵粉充分反應，鐵粉全部溶解．已知3≤

a

b

≤4.5，則被還原的HNO₃的質量為

 

g．

Answer 1

考點：無機物的推斷

專題：推斷題

分析：X、Y、Z、W均為10電子的分子或離子，通常狀況下，W為無色液體判斷為H₂O，X有5個原子核，發生反應X+Y

△

Z+W，應是NH₄⁺+OH^-=NH₃↑+H₂O，推斷X為NH₄⁺、Y為OH^-、Z為NH₃，
（1）反應為N₂+3H₂?2NH₃，計算生成2mol氨氣放出的熱量，注明物質的聚集狀態與焓變，書寫熱化學方程式；
（2）實驗室利用銨鹽與堿加熱制備氨氣；
（3）①A中發生氨的催化氧化，氨氣與氧氣反應生成NO與水；
②吸收水與未反應的氨氣；
（4）D中為二氧化氮與水反應生成硝酸與NO；
（5）ag HNO₃的稀溶液中，加入bg鐵粉充分反應，鐵粉全部溶解，硝酸與Fe的物質的量比為

a 63

b 56

=

a

b

×

8

9

，已知3≤

a

b

≤4.5，則硝酸與鐵的物質的量為x，8：3≤x≤4：1，則產生中亞鐵離子、鐵離子均存在，發生4HNO₃+Fe=Fe（NO₃）₃+NO↑+2H₂O、8HNO₃+3Fe=3Fe（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，結合反應計算．

解答： 解：X、Y、Z、W均為10電子的分子或離子，通常狀況下，W為無色液體判斷為H₂O，X有5個原子核，發生反應X+Y

△

Z+W，應是NH₄⁺+OH^-=NH₃↑+H₂O，推斷X為NH₄⁺、Y為OH^-、Z為NH₃，
（1）反應為N₂+3H₂?2NH₃，生成2mol氨氣放出的熱量=46.2kJ×2=92.4kJ，故該反應熱化學方程式為：N₂（g）+3H₂（g）2NH₃（g）△H=-92.4 kJ/mol，
故答案為：N₂（g）+3H₂（g）2NH₃（g）△H=-92.4 kJ/mol；
（2）實驗室利用銨鹽與堿加熱制備氨氣，反應為2NH₄Cl+Ca（OH）₂

△   .

2NH₃↑+2H₂O+CaCl₂或NH₃?H₂O

△   .

NH₃↑+H₂O，
故答案為：2NH₄Cl+Ca（OH）₂

△   .

2NH₃↑+2H₂O+CaCl₂；
（3）①A中發生氨的催化氧化，氨氣與氧氣反應生成NO與水，反應方程式為：4NH₃+5O₂

催化劑 .

△

4NO+6H₂O，故答案為：4NH₃+5O₂

催化劑 .

△

4NO+6H₂O；
②濃硫酸作用是吸收水與未反應的氨氣，故答案為：吸收H₂O（g）和未反應的NH₃；
（4）D中為二氧化氮與水反應生成硝酸與NO，反應方程式為3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，故答案為：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO；
（5）ag HNO₃的稀溶液中，加入bg鐵粉充分反應，鐵粉全部溶解，硝酸與Fe的物質的量比為

a 63

b 56

=

a

b

×

8

9

，已知3≤

a

b

≤4.5，則硝酸與鐵的物質的量為x，8：3≤x≤4：1，則產生中亞鐵離子、鐵離子均存在，設分別為m、nmol，則
4HNO₃+Fe=Fe（NO₃）₃+NO↑+2H₂O
4m      m            m
8HNO₃+3Fe=3Fe（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O

8

3

n      n           

2

3

n

m+n= b 56 4m+ 8 3 n= a 63

，解得n=

3b

56

-

a

84

，m=

a

84

-

2b

56

，
由N原子守恒可知，被還原的硝酸為（m+

2

3

n）mol×63g/mol=

a

4

g，
故答案為：

a

4

．

點評：本題考查無機物推斷，為高頻考點，涉及熱化學方程式、化硝酸的制備及氧化還原反應的計算等，題目比較綜合，推斷物質是解題關鍵，注意識記常見10電子、18電子微粒，題目難度較大．