Question

【題目】氮及其化合物在生產生活中有重要作用。

（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生成液態水和另一種無毒物質的熱化學方程式_________________。

（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，該反應的化學方程式為______________。

（3）用Cl2和NH3反應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該反應的ΔH______0(填“>”或“<”) ，乙容器中，0～40 min內用Cl2的濃度變化表示的平均反應速率v(Cl2)=_______________________。

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

A．若甲容器內氣體密度不變，則表明反應達到平衡狀態

B．若乙容器內Cl2和NH3物質的量之比不變，則表明反應達到平衡狀態

C．反應達到平衡后，分離出少量產物NHCl2，有助于提高Cl2的轉化率

③恒溫條件下，測得平衡時Cl2和HCl的物質的量濃度與平衡總壓的關系如圖所示，則A、B、C三點中Cl2轉化率最高的是_________(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)首先根據氫氣的燃燒熱寫出氫氣燃燒熱的熱化學方程式，再依據蓋斯定律計算，寫出H2還原NO2生成水蒸氣和其它無毒物質的熱化學方程式；

(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根據數據，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，達到平衡時間短，說明反應速率快，判斷出溫度的高低，再結合甲、乙容器中平衡時氯氣的物質的量判斷溫度對平衡的影響；根據反應速率v=計算氯氣的反應速率；②反應2Cl2(g)+NH3(g)NHCl2(l)+2HCl(g)屬于氣體的物質的量減小的反應，結合平衡的特征分析判斷；

③2Cl2(g)+NH3(g)NHCl2 (l)+2HCl(g)，反應為氣體體積減小的反應，根據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的熱化學方程式為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，該物質為次氯酸，反應的化學方程式為NH2Cl+H2ONH3+HClO，故答案為： ；NH2Cl+H2ONH3+HClO；

(3)①根據數據，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，達到平衡時間短，說明反應速率快，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，正向為放熱反應，△H＜0；乙容器中，0～40min內氯氣反應的物質的量為2mol-1.0mol=1.0mol，用氯氣的濃度變化表示的平均反應速率v(Cl2)==0.025molL-1min-1，故答案為：＜；0.025molL-1min-1；

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

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