Question

【題目】氮的化合物在生產生活中廣泛存在。

(1)①氯胺（NH2Cl）的電子式為________。可通過反應NH3(g)＋Cl2(g)=NH2Cl(g)＋HCl(g)制備氯胺，已知部分化學鍵的鍵能如右表所示（假定不同物質中同種化學鍵的鍵能一樣），則上述反應的ΔH=_________。

化學鍵	鍵能/(kJ·mol-1)
N-H	391.3
Cl-Cl	243.0
N-Cl	191.2
H-Cl	431.8

②NH2Cl與水反應生成強氧化性的物質，可作長效緩釋消毒劑，該反應的化學方程式為________。

(2)用焦炭還原NO的反應為：2NO(g)+C(s)N2(g)+CO2(g)，向容積均為1L的甲、乙、丙三個恒容恒溫（反應溫度分別為400℃、400℃、T℃）容器中分別加入足量的焦炭和一定量的NO，測得各容器中n(NO)隨反應時間t的變化情況如下表所示：

t/min	0	40	80	120	160
n(NO)（甲容器）/mol	2.00	1.50	1.10	0.80	0.80
n(NO)（乙容器）/mol	1.00	0.80	0.65	0.53	0.45
n(NO)（丙容器）/mol	2.00	1.45	1.00	1.00	1.00

①該反應為____________（填“放熱”或“吸熱”）反應。

②乙容器在200min達到平衡狀態，則0～200min內用NO的濃度變化表示的平均反應速率v(NO)=_________。

(3)用焦炭還原NO2的反應為：2NO2(g)+2C(s) N2(g)+2CO2(g)，在恒溫條件下，1molNO2和足量C發生該反應，測得平衡時NO2和CO2的物質的量濃度與平衡總壓的關系如圖所示：

①A、B兩點的濃度平衡常數關系：Kc(A)_____Kc(B)（填“＜”或“＞”或“=”）。

②A、B、C三點中NO2的轉化率最高的是______（填“A”或“B”或“C”）點。

③計算C點時該反應的壓強平衡常數Kp(C)=______（Kp是用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓＝總壓×物質的量分數）。

Answer 1

【答案】 +11.3kJ/mol-1 NH2Cl＋H2ONH3＋HClO或NH2Cl＋2H2ONH3H2O＋HClO 放熱 0.003mol·L-1·min-1 = A 2MPa

【解析】(1)（1）①氮原子最外層有5個電子，氯原子最外層有7個電子，氫原子最外層1個電子，三種原子間以共價鍵結合，氯胺（NH2Cl）的電子式為；正確答案：。反應為NH3(g)＋Cl2(g)=NH2Cl(g)＋HCl(g)，ΔH=反應物總鍵能-生成物總鍵能=3×391.3+243-2×391.3-191.2-431.8=+11.3kJ/mol-1；正確答案：+11.3kJ/mol-1。

②生成物具有強氧化性、具有消毒作用的是次氯酸，氯元素由-1價氧化為+1價，氮元素由-2價還原到-3價，生成氨氣；正確答案：NH2Cl＋H2ONH3＋HClO或NH2Cl＋2H2ONH3H2O＋HClO。

（2）①從甲丙兩個反應過程看出，加入的n(NO)一樣，但是丙過程先達平衡，說明丙的溫度比甲高；丙中n(NO)剩余量比甲多，說明升高溫度，平衡左移，該反應正反應為放熱反應；正確答案：放熱。

② 容積為1L的甲中： 2NO(g)+C(s)N2(g)+CO2(g)，

起始量 2 0 0

變化量 1.2 0.6 0.6

平衡量 0.8 0.6 0.6

平衡常數=c(N2)×c(CO2)/ c2(NO)=0.6×0.6/0.82=9/16;甲乙兩個反應過程溫度相同，所以平衡常數相同；

容積為1L的乙容器中，設NO的變化量為xmol：

2NO(g)+C(s)N2(g)+CO2(g)，

起始量 1 0 0

變化量 x 0.5x 0.5x

平衡量 1- x 0.5x 0.5x

平衡常數=c(N2)×c(CO2)/ c2(NO)= 0.5x×0.5x/(1- x)2=9/16,解之得x=0.6mol；0～200min內用NO的濃度變化表示的平均反應速率v(NO)= 0.6÷1÷200= 0.003mol·L-1·min-1；正確答案：0.003mol·L-1·min-1。

(3) ①平衡常數只與溫度有關，由于溫度不變，平衡常數不變， Kc(A)= Kc(B)；正確答案： =。

②增大壓強，平衡左移，NO2的轉化率降低，所以A、B、C三點中壓強最小為A點，該點轉化率最大；正確答案：A。

③由焦炭還原NO2的反應為：2NO2(g)+2C(s)N2(g)+2CO2(g)，在恒溫條件下，1molNO2和足量C發生反應在C點時，NO2和CO2的物質的量濃度相等，可知此時反應體系中n(NO2)=0.5mol，n(N2)=0.25mol，n(CO2)=0.5mol，則三種物質的分壓分別為：P(NO2)=P(CO2)=10MPa×=4，P(N2)=2MPa，C點時該反應的壓強平衡常數Kp(C)= 2MPa×42MPa/42MPa=2 MPa；正確答案：2MPa。