Question

【題目】Ⅰ. (1) 已知S4的結構式如圖，反應S4(g) + 4Cl2(s )== 4SCl2(g) △H= - 4 kJ·mol-1，S—S鍵的鍵能為266 kJ·mol-1，S—Cl鍵的鍵能為255 kJ·mol-1，則1mol Cl2(g)分子中的化學鍵斷裂時需要吸收的能量為_____kJ。

Ⅱ. 工業(yè)上合成氯化亞砜反應：SO2(g)+ SCl2(g)+Cl2(s)2SOCl2(g)，該反應中某一反應物的體積分數(shù)(以A%表示)隨溫度的變化關系如圖所示。

(2) 在373K時，向2L密閉容器中通入物質(zhì)的量均為0.04 mol的SO2、SCl2與Cl2， 發(fā)生上述反應。測得其壓強(p)隨時間(t)的變化為下表中數(shù)據(jù)Ⅰ(平衡時的溫度與起始溫度相同)

t/min	0	1	2	3	4	5
Ⅰ	6.0p0	6.7 p0	6.1 p0	5.4 p0	5.0 p0	5.0 p0
Ⅱ	6.0 p0	7.0 p0	5.3 p0	5.0 p0	5.0 p0	5.0 p0

①該反應的△H_____0(填“＞”“＜”或“=”)。

②反應開始至達到平衡時，v(SCl2)=__________。

③若只改變某一條件，測得其壓強隨時間的變化為表中數(shù)據(jù)Ⅱ，則改變的條件是_______________。

(3) 下圖是某同學測定的上述反應的pK(pK= - lgK)與溫度的變化關系圖。

① A點的數(shù)值為_________(已知lg4=0.6)。

②當升高到某一溫度時，反應重新達到平衡，A點可能變化為______點。

III. (4) 電解NO2制備NH4NO3，其工作原理如圖所示。

①陰極的電極反應式為_________________________。

②為使電解產(chǎn)物全部轉化為NH4NO3，需補充某種物質(zhì)A，則A的化學式為___________。

Answer 1

【答案】243 ＜ 0.0025mol·L-1·min-1 加入催化劑 －2.6 C、D 6H++NO+5e-=NH4++H2O NH3

【解析】

(1)反應熱△H=反應物鍵能總和-生成物鍵能總和；

(2) ①根據(jù)該反應中某一反應物的體積分數(shù)(以A%表示)隨溫度的變化關系圖可知，當反應達到平衡(A%最低)時，繼續(xù)升溫A%又升高，說明升溫平衡向逆方向移動，故△H＜0。

②根據(jù)三步驟法進行計算；

③根據(jù)數(shù)據(jù)Ⅱ特點，反應達到平衡需要的時間比數(shù)據(jù)Ⅰ快，而反應達到平衡時的溫度與起始溫度相同，唯一能改變的就是使用催化劑。

(3)①373K時，反應的平衡常數(shù)K==400；

②該反應為放熱反應，升高溫度平衡向你反應方向移動，K減小，變化點為C、D；

(4)電解NO制備NH4NO3，，陽極反應為NO-3e-+2H2O=NO3-+4H+，陰極反應為：NO+5e-+6H+=NH4++H2O，總反應方程式為：8NO+7H2O3NH4NO3+2HNO3由此可以解答。

(1)根據(jù)反應熱△H=反應物鍵能總和-生成物鍵能總和，4×266 kJ·mol-1+4E(Cl—Cl)-8×255 kJ·mol-1= - 4 kJ·mol-1，求得E(Cl—Cl)= 243.

(2) ①根據(jù)該反應中某一反應物的體積分數(shù)(以A%表示)隨溫度的變化關系圖可知，當反應達到平衡(A%最低)時，繼續(xù)升溫A%又升高，說明升溫平衡向逆方向移動，故△H＜0。

②根據(jù)三步驟法進行計算：

SO2(g) + SCl2(g) + Cl2(g) 2SOCl2(g)

起始(mol·L-1) 0.02 0.02 0.02 0

轉化(mol·L-1) x x x 2x

平衡(mol·L-1) 0.02－x 0.02－x 0.02－x 2x

根據(jù)阿伏加德羅定律：，則有，解得x=0.01 mol·L-1，v(SCl2)= =0.0025 mol·L-1·min-1；

③根據(jù)數(shù)據(jù)Ⅱ特點，反應達到平衡需要的時間比數(shù)據(jù)Ⅰ快，而反應達到平衡時的溫度與起始溫度相同，唯一能改變的就是使用催化劑。

(3)①373K時，反應的平衡常數(shù)K==400，故A點數(shù)值為pK=-lg400=-2.6；

②該反應為放熱反應，升高溫度平衡向你反應方向移動，K減小，變化點為C、D；

(4)電解NO制備NH4NO3，，陽極反應為NO-3e-+2H2O=NO3-+4H+，陰極反應為：NO+5e-+6H+=NH4++H2O，總反應方程式為：8NO+7H2O3NH4NO3+2HNO3，因此若要使電解產(chǎn)物全部轉化為NH4NO3，需補充NH3。