Question

【題目】氮及其化合物在生產(chǎn)生活中有重要作用。

（1）已知：①氫氣的燃燒熱為285 kJ/mol ②N2(g) + 2O2(g) = 2NO2(g) ΔH=+133 kJ/mol。試寫出H2還原NO2生成液態(tài)水和另一種無毒物質(zhì)的熱化學(xué)方程式_________________。

（2）一氯胺(NH2Cl)的電子式為_______________，一氯胺是重要的水消毒劑，其原因是一氯胺在水中會部分水解，生成具有強烈殺菌作用的物質(zhì)，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________。

（3）用Cl2和NH3反應(yīng)制備二氯胺的方程式為2Cl2(g)+NH3(g)NHCl2(l)+2HCl(g)，向容積均為1 L的甲、乙兩個恒溫（反應(yīng)溫度分別為400℃、T℃)容器中分別加入2 mol Cl2和2 mol NH3，測得各容器中n(Cl2)隨反應(yīng)時間t的變化情況如下表所示：

t/min	0	20	40	60	80
n(Cl2)(甲容器)/mol	2.00	1.50	1. 10	0.80	0.80
n(Cl2) (乙容器)/mol	2.00	1.45	1.00	1.00	1.00

①該反應(yīng)的ΔH______0(填“>”或“<”) ，乙容器中，0～40 min內(nèi)用Cl2的濃度變化表示的平均反應(yīng)速率v(Cl2)=_______________________。

②對該反應(yīng)，下列說法不正確的是________________(填選項字母）。

A．若甲容器內(nèi)氣體密度不變，則表明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)

B．若乙容器內(nèi)Cl2和NH3物質(zhì)的量之比不變，則表明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)

C．反應(yīng)達(dá)到平衡后，分離出少量產(chǎn)物NHCl2，有助于提高Cl2的轉(zhuǎn)化率

③恒溫條件下，測得平衡時Cl2和HCl的物質(zhì)的量濃度與平衡總壓的關(guān)系如圖所示，則A、B、C三點中Cl2轉(zhuǎn)化率最高的是_________(填“A”“B”或“C”)。

Answer 1

【答案】4H2(g)+ 2NO2(g) = 4H2O(l)+N2(g) ΔH=-1273 kJ/mol NH2Cl+H2ONH3+HClO < 0.025mol/(L·min) C B

【解析】

(1)首先根據(jù)氫氣的燃燒熱寫出氫氣燃燒熱的熱化學(xué)方程式，再依據(jù)蓋斯定律計算，寫出H2還原NO2生成水蒸氣和其它無毒物質(zhì)的熱化學(xué)方程式；

(2)一氯胺(NH2Cl)為共價化合物，氮原子與氫原子、氯原子之間形成1對共用電子對；一氯胺是重要的水消毒劑，其原因是一氯胺會水解生成氨氣和次氯酸；

(3)①根據(jù)數(shù)據(jù)，在400℃時，甲容器，平衡后氯氣為0.8mol；T℃時，乙容器中平衡后氯氣為1.00mol，達(dá)到平衡時間短，說明反應(yīng)速率快，判斷出溫度的高低，再結(jié)合甲、乙容器中平衡時氯氣的物質(zhì)的量判斷溫度對平衡的影響；根據(jù)反應(yīng)速率v=計算氯氣的反應(yīng)速率；②反應(yīng)2Cl2(g)+NH3(g)NHCl2(l)+2HCl(g)屬于氣體的物質(zhì)的量減小的反應(yīng)，結(jié)合平衡的特征分析判斷；

③2Cl2(g)+NH3(g)NHCl2 (l)+2HCl(g)，反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng)，根據(jù)壓強對平衡的影響分析判斷。

(1)已知：氫氣的燃燒熱為285kJ/mol，則①H2(g)+ O2(g)=H2O(l)△H=-285kJ/mol，②N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)△H=+133 kJ/mol，根據(jù)蓋斯定律，將①×4-②得到催化劑存在下，H2還原NO2生成水蒸氣和其它無毒物質(zhì)的熱化學(xué)方程式為4H2(g)+2NO2(g)=N2(g)+4H2O(l)△H=-1273 kJ/mol；故答案為：4H2(g)+2NO2(g)=N2(g)+4H2O(l)△H=-1273 kJ/mol；

(2)一氯胺相當(dāng)于氨氣分子中的一個氫原子被氯原子代替得到，因此NH2Cl的電子式為，一氯胺是重要的水消毒劑，其原因是一氯胺在水中會部分水解，生成具有強烈殺菌作用的物質(zhì)，該物質(zhì)為次氯酸，反應(yīng)的化學(xué)方程式為NH2Cl+H2ONH3+HClO，故答案為： ；NH2Cl+H2ONH3+HClO；

(3)①根據(jù)數(shù)據(jù)，在400℃時，甲容器，平衡后氯氣為0.8mol；T℃時，乙容器中平衡后氯氣為1.00mol，達(dá)到平衡時間短，說明反應(yīng)速率快，說明T℃＞400℃，氯氣增多，說明溫度升高，平衡逆向移動，逆向為吸熱反應(yīng)，正向為放熱反應(yīng)，△H＜0；乙容器中，0～40min內(nèi)氯氣反應(yīng)的物質(zhì)的量為2mol-1.0mol=1.0mol，用氯氣的濃度變化表示的平均反應(yīng)速率v(Cl2)==0.025molL-1min-1，故答案為：＜；0.025molL-1min-1；

②對于反應(yīng)2Cl2(g)+NH3(g)NHCl2(l)+2HCl(g)：A．反應(yīng)前后氣體質(zhì)量變化，氣體體積不變，若容器內(nèi)氣體密度不變，則表明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故A正確；B．向容積均為1L的甲、乙兩個恒溫(反應(yīng)溫度分別為400℃、T℃)容器中分別加入2mol Cl2和2mol NH3，反應(yīng)的氯氣和氨氣的物質(zhì)的量之比與充入的氯氣和氨氣的物質(zhì)的量之比不等，因此容器內(nèi)Cl2和NH3物質(zhì)的量之比不變，說明此時物質(zhì)濃度不變，則表明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故B正確；C．反應(yīng)達(dá)到平衡后，分離出少量產(chǎn)物NHCl2，由于NHCl2為液體，不影響平衡的移動，因此不能提高Cl2的轉(zhuǎn)化率，故C錯誤；故選C；

(3)2Cl2(g)+NH3(g)NHCl2 (l)+2HCl(g)，反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng)，增大壓強平衡正向進(jìn)行，氯氣轉(zhuǎn)化率增大，因此壓強越大，氯氣的轉(zhuǎn)化率越大，則A、B、C三點中Cl2轉(zhuǎn)化率最高的是B點，故答案為：B。