Question

（12分）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所示，請回答：

（1）工業上每制取1molZ要放出46.2 kJ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，設計下圖所示裝置，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，則被還原的HNO₃的質量為      g。

Answer 1

（1）N₂(g)+3H₂(g)2NH₃(g) △H="-92.4" kJ／mol
（2）2NH₄Cl+Ca(OH)₂2NH₃↑+2H₂O+CaCl₂或NH₃·H₂ONH₃↑+H₂O
（3）①4NH₃+5O₂4NO+6H₂O ②吸收H₂O（g）和未反應的NH₃
（4）3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO   （5）

試題分析：W為無色液體，一般是H₂O，即有10個電子，X有5個原子核且有10個電子，可推斷出是NH₄^＋，則Y為OH^－，Z為NH₃。
（1）工業上合成氨，是用氫氣和氮氣直接合成，反應方程式為N₂(g)+3H₂(g)2NH₃(g) △H="-92.4" kJ／mol
（2）氨的實驗室制法，一般是加熱銨鹽和堿的混合物。
（3）（4）氨經過一系列反應可以得到硝酸，其過程可表示為N₂ —NH₃—NO—NO₂—HNO_3。
（5）當鐵不足時，此反應的方程式為
4HNO₃＋FeFe(NO₃)₃＋NO＋2H₂O
4      1
b/14   b/56
則（b/14）=(a/63) 得a/b=4.5
當鐵過量時，剩余的鐵能繼續和Fe(NO₃)₃反應，該反應方程式為
8HNO₃＋3Fe3Fe(NO₃)₂＋2NO＋4H₂O
8      3
b/56   b/21
則 b/21=(a/63) 得a/b=3
又因為（a/b）大于等于3，小于等于4.5，說明該反應介于剛才所列舉的兩者之間，即反應方程式為
4Fe＋12HNO₃3Fe(NO₃)₂＋Fe(NO₃)₃＋3NO＋6H₂O
12                       3
a                        a/4
即被還原的硝酸的質量為(a/4)g。
點評：本題通過推斷，判斷出N元素的相關物質，主要考察書上關于NH₃及HNO₃的制法的化學方程式，學生可以根據所學知識進行解答，難度不大。