Question

【題目】氮和碳的化合物在生產生活中應用廣泛。

（1）①氯胺（NH2Cl）的電子式為_______________。

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，1mol NO2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下圖所示：

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）。

（4）最新研究發現，用隔膜電解法可以處理高濃度乙醛廢水。原理：使用惰性電極電解，乙醛分別在陰、陽極轉化為乙醇和乙酸，總反應為：2CH3CHO+H2OCH3CH2OH+CH3COOH。實驗室中，以一定濃度的乙醛-Na2SO4溶液為電解質溶液，模擬乙醛廢水的處理過程，其裝置示意圖如下圖所示：

①試寫出電解過程中，陰極的電極反應式：_________________________。

②在實際處理過程中，當電路中I=50A時，10min處理乙醛8.8g，則電流效率為__（計算結果保留3位有效數字，每個電子的電量為1.6×10-19C，電流效率=實際反應所需電量/電路中通過電量×100%）。

Answer 1

【答案】 NH2Cl+H2ONH3+HClO 放熱 0.003molL﹣1min﹣1 = A 2MPa CH3CHO+2e-+2H+=CH3CH2OH 64.2%±0.1%

【解析】

根據化學鍵的類型書寫電子式；根據圖表數據及運用三段式法進行相關計算；根據電解原理分析解答并進行相關計算。

(1)①氯胺(NH2Cl)為共價化合物，電子式為；

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NH2Cl+H2ONH3+HClO，故答案為：；NH2Cl+H2ONH3+HClO；

(2)①根據比較甲容器和丙容器中的數據，丙容器中先達到平衡，則說明丙容器中溫度高，平衡時丙容器中NO的物質的量高于甲容器，說明溫度升高平衡向逆方向移動，所以該反應是放熱反應；

②根據2NO(g)+C(s)N2(g)+CO2(g)，前后氣體體積不變，相同溫度下，甲與乙為等效平衡，故乙平衡時NO的物質的量為甲平衡時的一半，即為0.4mol，則0200min內用NO的濃度變化表示的平均反應速率v(NO)==0.003molL﹣1min﹣1，故答案為：放熱；0.003molL﹣1min﹣1；

(3)①A、B兩點的溫度相同，平衡常數只與溫度有關，故濃度平衡常數關系：Kc(A)=Kc(B)，故答案為：=；

②2NO2(g)+2C(s)N2(g)+2CO2(g)，增大壓強平衡逆向移動，故A、B、C三點中NO2的轉化率最高的是A點，故答案為：A；

③設生成二氧化碳2xmol，列三段式：

2NO2(g)+2C(s)N2(g)+2CO2(g)

起始物質的量（mol） 1 0 0

轉化物質的量（mol） 2x x 2x

平衡物質的量（mol） 1－2x x 2x

C點時NO2和CO2濃度相等，則1－2x=2x，解得：x=0.25，因C點時NO2和CO2濃度相等，則NO2和CO2的分壓也相等，即Kp(NO2)=Kp(CO2)，Kp(C)=(Kp2(CO2)Kp(N2))/Kp2(NO2)=Kp(N2)=10MPa×0.25/(0.5+0.25+0.5)=2MPa，故答案為：2MPa。

(4)①陰極發生得到電子的還原反應，即乙醛得電子轉化為乙醇，因此陰極的電極反應式為：CH3CHO+2e-+2H+＝CH3CH2OH；

②8.8g乙醛是0.2mol，實際轉移0.2mol電子。當電路中I=50A時，經過10min時通過電子的物質的量是≈0.3115mol，因此電流效率為×100%≈64.2%，故答案為：CH3CHO+2e-+2H+＝CH3CH2OH；64.2%±0.1%；