Question

【題目】氮的化合物在工業(yè)生產(chǎn)和生活中都有重要的應(yīng)用，運(yùn)用化學(xué)原理研究氮的單質(zhì)及其化合物具有重要意義。

Ⅰ.一定條件下(T ℃、1.01×105 Pa)，可以用Cl2(g)和NH3(g)制得NH2Cl(g)，同時(shí)得到HCl(g)。已知部分化學(xué)鍵的鍵能如下表：

化學(xué)鍵	N-H	Cl-Cl	N-Cl	H-Cl
鍵能/kJ/mol	391.3	243.0	191.2	431.8

寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：___________________________________________。

Ⅱ.亞硝酰氯(NOCl)是有機(jī)合成中的重要試劑，可由NO與Cl2在一定條件下合成：2NO(g)＋Cl2(g) 2NOCl(g)　ΔH<0。保持恒溫恒容條件，將物質(zhì)的量之和為3 mol的NO和Cl2以不同的氮氯比進(jìn)行反應(yīng)，平衡時(shí)某反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率與氮氯比及不同溫度的關(guān)系如圖所示：

（1）圖中T1、T2的關(guān)系為T1________T2(填“>”“<”或“＝”)。

（2）圖中縱坐標(biāo)為物質(zhì)________的轉(zhuǎn)化率，理由為_________________________________。

（3）圖中A、B、C三點(diǎn)對(duì)應(yīng)的NOCl體積分?jǐn)?shù)最大的是________(填“A”“B”或“C”)。

（4）若容器容積為1 L，經(jīng)過(guò)10min到達(dá)A點(diǎn)，該時(shí)間段內(nèi)化學(xué)反應(yīng)速率υ(NO)=_________。B點(diǎn)的平衡常數(shù)為________。

（5）若在溫度為T1，容積為1 L的容器中，充入0.5mol NO、1mol Cl2、2mol NOCl，υ(正)_____υ(逆) (填“＜”“＞”或“＝”)，理由為________________________________

Answer 1

【答案】Cl2(g)＋NH3(g)===NH2Cl(g)＋HCl(g)　ΔH＝＋11.3 kJ·mol－1 < Cl2 增加時(shí)，Cl2的轉(zhuǎn)化率增大 A 0.16 mol/(L·min) 80 > Qc<K反應(yīng)正向進(jìn)行，v(正)＞v(逆)

【解析】

Ⅰ、氯胺(NH2C1)為共價(jià)化合物，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；

II(1)、2NO(g)+Cl2(g)=2NOCl(g) △H<0，反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升溫平衡逆向進(jìn)行，結(jié)合圖象變化分析判斷；

(2)、NO和Cl2以不同的氮氯比反應(yīng)，圖象中轉(zhuǎn)化率隨比值增大而增大，兩種反應(yīng)物增加一種會(huì)提高另一種的轉(zhuǎn)化率；

(3)、方程式中NO和Cl2，的反應(yīng)比為2:1，按照此反應(yīng)比，氯氣轉(zhuǎn)化率最大時(shí)得到產(chǎn)物的體積分?jǐn)?shù)最大；

(4)、結(jié)合三行計(jì)算列式計(jì)算A點(diǎn)平衡常數(shù)，溫度不變平衡常數(shù)不變，根據(jù)υ=計(jì)算速率；

(5)、利用濃度積與平衡常數(shù)作比較，從而判斷反應(yīng)進(jìn)行的反方向。

Ⅰ、NH3(g)+Cl2(g)=NH2C1+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)=+11.3kJ.mol-1，熱化學(xué)方程式為Cl2(g)＋NH3(g)===NH2Cl(g)＋HCl(g)ΔH＝＋11.3kJ·mol－1，故答案為：Cl2(g)＋NH3(g)===NH2Cl(g)＋HCl(g)　ΔH＝＋11.3 kJ·mol－1；

Ⅱ(1)、2NO(g)+Cl2(g)=2NOCl(g)△H<0。反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升溫平衡逆向進(jìn)行，一定氮氯比條件下，升溫平衡逆向進(jìn)行，反應(yīng)物平衡轉(zhuǎn)化率減小，則T1<T2，故答案為：<；

(2)、保持恒溫恒容條件，將物質(zhì)的量之和為3mol的NO和Cl2以不同的氮氯比進(jìn)行反應(yīng)，平衡時(shí)某反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率與氮氯比及不同溫度的關(guān)系如圖所示，氮氯比越大，轉(zhuǎn)化率越大，說(shuō)明縱軸表示的是氯氣的轉(zhuǎn)化率，故答案為：Cl2，增加時(shí)，Cl2的轉(zhuǎn)化率增大；

(3)、方程式中NO和Cl2，的反應(yīng)比為2:1，按照此反應(yīng)比，氯氣轉(zhuǎn)化率最大時(shí)得到產(chǎn)物的體積分?jǐn)?shù)最大，圖中A、B、C三點(diǎn)對(duì)應(yīng)的NOCl體積分?jǐn)?shù)最大的是：A，故答案為：A；

(4)、2NO(g)+Cl2(g)=2NOCl(g)△H<0，保持恒溫恒容條件，將物質(zhì)的量之和為3mol的NO和Cl2以不同的氮氯比進(jìn)行反應(yīng)，A點(diǎn)氯氣轉(zhuǎn)化率為0.8，=2，體積為1L，結(jié)合三行計(jì)算列式計(jì)算，

2NO(g)+Cl2(g)=2NOCl(g)

起始量(mol/L) 2 1 0

變化量(mol/L) 1.6 0.8 1.6

平衡量(mol/L) 0.4 0.2 1.6

則υ(NO)==0.16 mol/(L·min)，

A點(diǎn)平衡常數(shù)K==80，溫度不變平衡常數(shù)不變，則B點(diǎn)平衡常數(shù)為80，

故答案為：0.16 mol/(L·min)；80；

(5)、此時(shí)濃度積，故平衡正向移動(dòng)，所以υ(正)>υ(逆)，故答案為：>，Qc<K反應(yīng)正向進(jìn)行。