Question

【題目】下圖表示氮及其化合物在一定條件下的轉化關系:

（1）反應I：N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=–92 kJmol－1

下左圖是反應I中平衡混合氣中NH3的體積分數隨溫度或壓強變化的曲線，圖中L（L1、L2）、X分別代表溫度或壓強。其中X代表的是________（填“溫度”或“壓強”）。

（2）①反應II的化學方程式是_________________________。

②反應II其中一步反應為2NH3(g)+3Cl2(g) =N2(g) +6HCl(g) ΔH=–462 kJmol－1

已知：N2(g)2N(g) Cl2(g)2Cl(g)

斷開1 mol H–N鍵與斷開1 mol H–Cl鍵所需能量相差約為________kJ。

（3）（3）反應III是利用右上圖所示裝置電解制備NCl3（氯的化合價為+1），其原理是：NH4Cl+2HClNCl3+3H2↑。

①b接電源的_______極（填“正”或“負”）。② 陽極反應式是___________________。

（4）反應III得到的NCl3可以和NaClO2制備 ClO2，同時生成NH3，該反應的離子方程式是________。

Answer 1

【答案】 壓強 8NH3+3Cl2=N2+6NH4Cl 41 負 3Cl--6e-+NH4+=NCl3+4H+ NCl3+6ClO2-+3H2O=6ClO2+NH3+3C1-+3OH-

【解析】（1）由圖像得出：隨著X的增大，氨氣的體積分數應該增大。升高溫度，平衡向逆反應方向移動，氨氣的體積分數應該減小，所以X不可能代表溫度。增大壓強，平衡向正反應方向移動，氨氣的體積分數增大，所以X應該代表壓強。

（2）①根據轉化關系可以判斷，反應物為和，生成物為和，然后根據得失電子守恒和原子守恒配平，化學方程式為。

②化學反應的過程是舊化學鍵斷裂（吸收能量）和新化學鍵形成（放出能量）的過程，設斷開1 mol H–N鍵吸收a kJ能量，斷開1 mol H–Cl鍵吸收b kJ能量，根據化學反應2NH3(g)+3Cl2(g)=N2(g)+6HCl(g) ΔH=–462 kJmol－1，得到6×a＋3×243－945－6×b＝－462，得，所以斷開1 mol H–N鍵與斷開1 mol H–Cl鍵所需能量相差約為41kJ。

（3）①b電極的反應為H+得電子生成氫氣，發生還原反應，所以b電極為陰極，連接電源的負極。

②陽極反應物為NH4Cl，生成物為NCl3 ，題目中給出氯的化合價為+1價，所以氯失去電子，化合價升高，氮、氫不變價，然后根據電荷守恒配平方程式，則陽極反應式是
（4）根據題意，可以和制備，同時生成，反應物為 ，生成物為，根據化合價升降相等、電荷守恒和原子守恒配平，該反應的離子方程式是NCl3+6ClO2-+3H2O=6ClO2+NH3↑+3C1-+3OH- 。