Question

【題目】氮及氮的化合物在化工研究中是一門(mén)重要的課題．
（1）某無(wú)機(jī)化合物A的相對(duì)分子質(zhì)量為184．在一定條件下，SCl2與氨完全反應(yīng)生成A和淡黃色單質(zhì)B及離子化合物X，且X的水溶液pH＜7．將18.4gA隔絕空氣加熱可得到12.8gB和氣體單質(zhì)C．請(qǐng)回答：
寫(xiě)出SCl2與氨反應(yīng)的化學(xué)方程式 ．
（2）已知：N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H=+180.5kJmol﹣1
2C（s）+O2（g）=2CO（g）△H=﹣221.0kJmol﹣1
C（s）+O2（g）=CO2（g）△H=﹣393.5kJmol﹣1
（I）汽車(chē)燃油不完全燃燒時(shí)產(chǎn)生CO，有人設(shè)想按下列反應(yīng)除去CO：2CO（g）=2C（s）+O2（g），簡(jiǎn)述該設(shè)想能否實(shí)現(xiàn)的依據(jù)： ．
（II）汽車(chē)尾氣轉(zhuǎn)化器中發(fā)生的反應(yīng)：2NO（g）+2CO（g）N2（g）+2CO2（g）△H= ．
（III）有容積相同的甲、乙兩個(gè)密閉容器，甲充入等量的NO和CO氣體，乙充入NO氣體．
以Ag﹣ZSM﹣5為催化劑，分別在不同溫度下同時(shí)發(fā)生反應(yīng)，測(cè)得相同時(shí)間內(nèi)NO的轉(zhuǎn)化率，繪得圖象如圖1．

分析圖象回答：曲線②NO轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而增大的原因 ． 在圖2中畫(huà)出反應(yīng)2NO（g）+2CO（g）N2（g）+2CO2（g）在不同溫度下達(dá)到平衡時(shí)c（N2）的變化趨勢(shì)圖 ．
（V）已知常溫下HNO2的電離常數(shù)K=4.6×10﹣4 ， 求0.01molL﹣1的HNO2溶液中c（H+）=molL﹣1 ． （ =2.14）

Answer 1

【答案】
（1）6SCl2+16NH3=S4N4+2S+12NH4Cl
（2）不可行，因?yàn)椤鱄＞0，△S＜0，在任何情況下都不能自發(fā)進(jìn)行；﹣746.5kJ?mol﹣1；反應(yīng)沒(méi)有達(dá)到平衡，溫度越高反應(yīng)速率越快，轉(zhuǎn)化率越大；；2.14×10﹣3
【解析】解：（1）因?yàn)椤癝Cl2與氨完全反應(yīng)生成A和淡黃色單質(zhì)B及離子化合物X，且X的水溶液的pH＜7、A隔絕空氣加強(qiáng)熱可得到 B和氣體單質(zhì)C”知B是S，A含N、S元素，C是氮?dú)�，X是氯化銨．n（A）= =0.1mol，n（S）= =0.4mol，則A中含N： =0.4mol，故A的分子式為S4N4 ， 所以SCl2與氨反應(yīng)生成A和淡黃色單質(zhì)B及離子化合物X，反應(yīng)方程式：6SCl2+16NH3=S4N4+2S+12NH4Cl，所以答案是：6SCl2+16NH3=S4N4+2S+12NH4Cl；（2）（I）因?yàn)镃不完全燃燒時(shí)產(chǎn)生CO為放熱反應(yīng)，則2CO（g）=2C（s）+O2（g）△H＞0，又熵變減小的反應(yīng)，△H＞0，△S＜0，則△H﹣T△S＞0，反應(yīng)任何溫度下都不能自發(fā)進(jìn)行；所以答案是：不可行，因?yàn)椤鱄＞0，△S＜0，在任何情況下都不能自發(fā)進(jìn)行；（II）①N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H=+180.5kJmol﹣1
②2C（s）+O2（g）=2CO（g）△H=﹣221.0kJmol﹣1
③C（s）+O2（g）=CO2（g）△H=﹣393.5kJmol﹣1
根據(jù)蓋斯定律③×2﹣①﹣②得2NO（g）+2CO（g）N2（g）+2CO2（g）△H=﹣393.5×2﹣180.5+221.0=﹣746.5kJmol﹣1 ， 所以答案是：﹣746.5kJmol﹣1；（III）根據(jù)（3）2NO（g）+2CO（g）N2（g）+2CO2（g）△H=﹣746.5kJmol﹣1 ， 則升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，所以NO的轉(zhuǎn)化率應(yīng)該減小，而曲線②NO轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而增大說(shuō)明反應(yīng)沒(méi)有達(dá)到平衡，溫度越高反應(yīng)速率越快，轉(zhuǎn)化率越大；
又2NO（g）+2CO（g）N2（g）+2CO2（g）△H=﹣746.5kJmol﹣1 ， 則升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，所以溫度越高，平衡時(shí)c（N2）越小，則變化趨勢(shì)圖為 ，所以答案是：反應(yīng)沒(méi)有達(dá)到平衡，溫度越高反應(yīng)速率越快，轉(zhuǎn)化率越大； ．（IV）因?yàn)镠NO2的電離方程式為HNO2H++NO2﹣ ， 又電離常數(shù)K=4.6×10﹣4 ， 所以K= = =4.6×10﹣4 ， 解得：c（H+）=2.14×10﹣3molL﹣1 ， 所以答案是：2.14×10﹣3 ．
【考點(diǎn)精析】解答此題的關(guān)鍵在于理解反應(yīng)熱和焓變的相關(guān)知識(shí)，掌握在化學(xué)反應(yīng)中放出或吸收的熱量，通常叫反應(yīng)熱，以及對(duì)弱電解質(zhì)在水溶液中的電離平衡的理解，了解當(dāng)弱電解質(zhì)分子離解成離子的速率等于結(jié)合成分子的速率時(shí)，弱電解質(zhì)的電離就處于電離平衡狀態(tài)；電離平衡是化學(xué)平衡的一種，同樣具有化學(xué)平衡的特征．條件改變時(shí)平衡移動(dòng)的規(guī)律符合勒沙特列原理．