Question

7．氮的化合物在生產(chǎn)生活中廣泛存在．
（1）①氯胺（NH₂Cl）的電子式為．可通過(guò)反應(yīng)NH₃（g）+Cl₂（g）=NH₂Cl（g）+HCl（g）制備氯胺，已知部分化學(xué)鍵的鍵能如下表所示（假定不同物質(zhì)中同種化學(xué)鍵的鍵能一樣），則上述反應(yīng)的△H=+11.3kJ•mol^-1．

化學(xué)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(yīng)生成強(qiáng)氧化性的物質(zhì)，可作長(zhǎng)效緩釋消毒劑，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為NH₂Cl+H₂O?NH₃+HClO．
（2）用焦炭還原NO的反應(yīng)為：2NO（g）+C（s）?N₂（g）+CO₂（g），向容積均為1L的甲、乙、丙三個(gè)恒容恒溫（反應(yīng)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(cè)得各容器中n（NO）隨反應(yīng)時(shí)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(yīng)為放熱（填“放熱”或“吸熱”）反應(yīng)．
②乙容器在200min達(dá)到平衡狀態(tài)，則0～200min內(nèi)用NO的濃度變化表示的平均反應(yīng)速率v（NO）=0.003mol•L^-1•min^-1．
（3）用焦炭還原NO₂的反應(yīng)為：2NO₂（g）+2C（s）?N₂（g）+2CO₂（g），在恒溫條件下，1mol NO₂和足量C發(fā)生該反應(yīng)，測(cè)得平衡時(shí)NO₂和CO₂的物質(zhì)的量濃度與平衡總壓的關(guān)系如圖所示：
①A、B兩點(diǎn)的濃度平衡常數(shù)關(guān)系：K_c（A）=K_c（B）（填“＜”或“＞”或“=”）．
②A、B、C三點(diǎn)中NO₂的轉(zhuǎn)化率最高的是A（填“A”或“B”或“C”）點(diǎn)．
③計(jì)算C點(diǎn)時(shí)該反應(yīng)的壓強(qiáng)平衡常數(shù)K_p（C）=2MPa（K_p是用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算，分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)）．

Answer 1

分析 （1）①氯胺可看作是氨氣分子上一個(gè)氫原子被氯原子取代的結(jié)構(gòu)；根據(jù)反應(yīng)熱=反應(yīng)物的總鍵能-生成物的總鍵能計(jì)算反應(yīng)NH₃（g）+Cl₂（g）=NH₂Cl（g）+HCl（g）的△H；
②根據(jù)氧化還原化合價(jià)升降分析NH₂Cl與水反應(yīng)生成強(qiáng)氧化性的物質(zhì)；
（2）①根據(jù)溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響分析：溫度升高，化學(xué)反應(yīng)速率加快，平衡向著吸熱方向移動(dòng)；
②根據(jù)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(shí)NO的物質(zhì)的量為甲平衡時(shí)的一半，為0.4mol；
（3）①化學(xué)平衡常數(shù)K只于溫度有關(guān)，溫度不變，K不變；
②根據(jù)壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡的影響分析可得；
（4）已知C點(diǎn)NO₂和CO₂的物質(zhì)的量濃度相等，據(jù)此列三段式計(jì)算平衡時(shí)各物質(zhì)的物質(zhì)的量，再計(jì)算Kp．

解答 解：（1）①氯胺可看作是氨氣分子上一個(gè)氫原子被氯原子取代的結(jié)構(gòu)，則氯胺的電子式為：；NH₃（g）+Cl₂（g）=NH₂Cl（g）+HCl（g），△H=反應(yīng)物的鍵能之和-生成物的鍵能之和=（3×391.3+243.0）-（2×391.3+191.2+431.8）=+11.3 kJ•mol^-1；
故答案為：；+11.3 kJ•mol^-1；
②NH₂Cl與水反應(yīng)生成強(qiáng)氧化性的物質(zhì)，可作長(zhǎng)效緩釋消毒劑，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為NH₂Cl+H₂O?NH₃+HClO；
故答案為：NH₂Cl+H₂O?NH₃+HClO；
（2）①丙容器與甲容器投入量相同，達(dá)到平衡所用時(shí)間較短，說(shuō)明丙容器溫度較高，丙容器平衡時(shí)NO的濃度比甲容器高，說(shuō)明溫度升高后向著逆方向移動(dòng)，即逆方向?yàn)槲鼰岱较�，該反�?yīng)是個(gè)放熱反應(yīng)；
故答案為：放熱；
②根據(jù)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(shí)NO的物質(zhì)的量為甲平衡時(shí)的一半，為0.4mol，則0～200min內(nèi)用NO的濃度變化表示的平均反應(yīng)速率v（NO）=$\frac{（1mol-0.4mol）÷1L}{200min}$=0.003 mol•L^-1•min^-1；
故答案為：0.003 mol•L^-1•min^-1；
（3）①A、B兩點(diǎn)的溫度相同，平衡常數(shù)K只與溫度有關(guān)，故濃度平衡常數(shù)關(guān)系：K_c（A）=K_c（B）；
故答案為：=；
②反應(yīng)2NO₂（g）+2C（s）?N₂（g）+2CO₂（g）是個(gè)氣體體積增大的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)平衡逆向移動(dòng)，故A、B、C三點(diǎn)中NO₂的轉(zhuǎn)化率最高的是A點(diǎn)；
故答案為：A；
③1mol NO₂和足量C發(fā)生該反應(yīng)，設(shè)反應(yīng)二氧化氮x，列三段式：
2NO₂（g）+2C（s）?N₂（g）+2CO₂（g）
n始：1                        0              0
n轉(zhuǎn)：x                       0.5x           x
n平：1-x                    0.5x          x
從圖知C點(diǎn)時(shí)NO₂和CO₂的物質(zhì)的量濃度，則1-x=x，解得x=0.5，則平衡時(shí)總的物質(zhì)的量為1.25mol，C點(diǎn)時(shí)該反應(yīng)的壓強(qiáng)平衡常數(shù)K_p（C）=$\frac{（\frac{0.5mol}{1.25mol}×10MPa）^{2}×（\frac{0.25mol}{1.25mol}×10MPa）}{（\frac{0.5mol}{1.25mol}×10MPa）^{2}}$=2MPa；
故答案為：2 MPa；

點(diǎn)評(píng) 本題考查了反應(yīng)熱的計(jì)算、化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷、化學(xué)平衡移動(dòng)以及化學(xué)平衡常數(shù)、化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)等，題目涉及的知識(shí)點(diǎn)較多，側(cè)重于考查學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的綜合應(yīng)用能力，題目難度中等．