Question

【題目】氯胺是一種長(zhǎng)效緩釋水消毒劑，主要包括一氯胺、二氯胺和三氯胺(NH2Cl，NHCl2和NCl3)。工業(yè)上可利用NH3(g)+Cl2(g) NH2Cl(g)+HCl(g)制備一氯胺。回答下列問(wèn)題：

（1）氯胺作飲用水消毒劑是因?yàn)樗�解生成具有�?qiáng)烈殺菌作用的物質(zhì)，該物質(zhì)是___，二氯胺與水反應(yīng)的化學(xué)方程式為___。

（2）已知部分化學(xué)鍵的鍵能和化學(xué)反應(yīng)的能量變化如表和如圖所示（忽略不同物質(zhì)中同種化學(xué)鍵鍵能的細(xì)微差別）。

化學(xué)鍵	N-H	N-Cl	H-Cl
鍵能（kJ/mol）	391.3	x	431.8

則ΔH2=___kJ/mol，x=___。

（3）在密閉容器中反應(yīng)NH3(g)+Cl2(g) NH2Cl(g)+HCl(g)達(dá)到平衡，據(jù)此反應(yīng)通過(guò)熱力學(xué)定律計(jì)算理論上NH2Cl的體積分?jǐn)?shù)隨（氨氯比）的變化曲線如圖所示。

①a、b、c三點(diǎn)對(duì)應(yīng)平衡常數(shù)的大小關(guān)系是___。T1溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)為___（列出算式即可）。

②在T2溫度下，Q點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速率：v正___v逆（填“大于”“小于”或“等于”）。

③在氨氯比一定時(shí)，提高NH3的轉(zhuǎn)化率的方法是___（任寫(xiě)1種)

④若產(chǎn)物都是氣體，實(shí)驗(yàn)測(cè)得NH2Cl的體積分?jǐn)?shù)始終比理論值低，原因可能是___。

Answer 1

【答案】HClO NHCl2+2H2O NH3 +2HClO -1405.6 191.2 Ka=Kb>Kc或a=b>c 小于 加熱（或者及時(shí)移出產(chǎn)物） 有副產(chǎn)物生成，如NHCl2、NCl3、N2等

【解析】

（1）氯胺中N為-3價(jià)，Cl為+1價(jià)，在水中水解生成一種有強(qiáng)氧化性的物質(zhì)，說(shuō)明生成HClO；NHCl2水解生成氨氣和次氯酸，其水解的離子方程式為NHCl2+2H2O NH3 +2HClO；

（2）根據(jù)圖中內(nèi)容,可以看出：ΔH2=-（ΔH1-ΔH）=ΔH-ΔH1=11.3kJ/mol-1416.9 kJ/mol=-1405.6 kJ/mol；根據(jù)圖中內(nèi)容，可以看出NH3(g)+Cl2(g) NH2Cl(g)+HCl(g) △H=+11.3kJ/mol，化學(xué)反應(yīng)的焓變等于產(chǎn)物的能量與反應(yīng)物能量的差值，舊鍵斷裂吸收能量，新鍵生成釋放能量，設(shè)斷裂1molNCl鍵所需的能量為x，新鍵生成釋放的能量ΔH2=-(391.3×2+x+431.8)kJ/mol=-1405.6kJ/mol，解得x=191.2；

（3）①反應(yīng)NH3(g)+Cl2(g) NH2Cl(g)+HCl(g)是吸熱反應(yīng)，a和b溫度一致，平衡常數(shù)相等，c點(diǎn)NH2Cl的體積分?jǐn)?shù)減小，平衡常數(shù)減小，溫度應(yīng)該升高，所以Ka=Kb>Kc或a=b>c；T1溫度下，=0.4時(shí)，NH2Cl的體積分?jǐn)?shù)為20%，設(shè)n（NH3）=0.4a，n（Cl2）=a，則有；

NH3(g)+Cl2(g) NH2Cl(g)+HCl(g)

起始（mol）0.4a a 0 0

轉(zhuǎn)化（mol）x x x x

平衡（mol）0.4a-x a-x x x

NH2Cl的體積分?jǐn)?shù)==20%，x=0.28a，平衡常數(shù)K= = = ；

②在T2溫度下，Q點(diǎn)相當(dāng)于加入部分NH2Cl，則v正不變，v逆增大，故v正小于v逆；

③在氨氯比一定時(shí)，該反應(yīng)吸熱，可以加熱來(lái)提高NH3的轉(zhuǎn)化率，或者及時(shí)移出產(chǎn)物NH2Cl和HCl；

④若產(chǎn)物都是氣體，實(shí)驗(yàn)測(cè)得NH2Cl的體積分?jǐn)?shù)始終比理論值低，原因可能是有副產(chǎn)物生成，如NHCl2、NCl3、N2等。