Question

【題目】氨氣常用作合成氯氨類(lèi)化合物，是常用的飲用水二級(jí)消毒劑，主要包括一氯胺、二氯胺和三氯胺(NH2C1、NHCl2和NCl3)，副產(chǎn)物少于其它水消毒劑。

回答下列問(wèn)題：

（1）工業(yè)上可利用反應(yīng)Cl2(g)+NH3(g)=NH2Cl(l)+HCl(g)制備一氯胺，已知部分化學(xué)鍵的鍵能如下表所示(假設(shè)不同物質(zhì)中同種化學(xué)鍵的鍵能相同)，則該反應(yīng)的△H=___kJ/mol。

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

一氯胺是重要的水消毒劑，其原因是由于一氯胺在中性、酸性環(huán)境中會(huì)發(fā)生完全水解，生成具有強(qiáng)烈殺菌消毒作用的物質(zhì)，該水解反應(yīng)的化學(xué)方程式為___。

（2）用Cl2和NH3反應(yīng)制備二氯胺的方程式為2Cl2(g)+NH3(g)NHCl2(g)+2HCl(g)。在恒溫條件下，3molCl2和1molNH3發(fā)生反應(yīng)，測(cè)得平衡時(shí)Cl2和HCl的物質(zhì)的量濃度與平衡總壓的關(guān)系如圖所示：

①A、B、C三點(diǎn)中Cl2轉(zhuǎn)化率最高的是___點(diǎn)(填“A”“B”或“C")。

②計(jì)算C點(diǎn)時(shí)該反應(yīng)的壓強(qiáng)平衡常數(shù)Kp(C)=____(Kp是平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算，分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))

（3）我國(guó)研制出非貴金屬鎳鉬基高效電催化劑，實(shí)現(xiàn)電解富尿素廢水低能耗制H2(裝置如圖)，總反應(yīng)為：CO(NH2)2+H2O3H2↑+N2↑+CO2↑。

①A電極連接電源的___極(填"正”或“負(fù)”)。

②A電極的電極反應(yīng)為___。

Answer 1

【答案】+11.3kJ/mol NH2Cl+H2O=NH3+HClO B 3 正 CO（NH2）2-6e-+H2O=CO2↑+N2↑+6H+

【解析】

（1）△H等于反應(yīng)物的總鍵能減去生成物的總鍵能；一氯胺的水解屬于兩物質(zhì)之間交換成分的復(fù)分解反應(yīng)，據(jù)此可寫(xiě)化學(xué)方程式；

（2）①Cl2轉(zhuǎn)化率最高點(diǎn)就是圖中Cl2含量最低、HCl含量最高的點(diǎn)；

②要計(jì)算C點(diǎn)時(shí)該反應(yīng)的壓強(qiáng)平衡常數(shù)Kp(C)，按起始物質(zhì)的量，用三段式計(jì)算出平衡時(shí)各成分的物質(zhì)的量，再按信息計(jì)算(Kp是平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算，分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))；

（3）按電解總反應(yīng)為：CO(NH2)2+H2O3H2↑+N2↑+CO2↑分析，尿素是還原劑被氧化，它發(fā)生反應(yīng)的A電極就是陽(yáng)極，所連就是的電源正極，A電極上就是尿素被氧化的反應(yīng)；

（1）△H等于反應(yīng)物的總鍵能減去生成物的總鍵能；對(duì)于反應(yīng)Cl2(g)+NH3(g)=NH2Cl(l)+HCl(g)，△H=243.0+3×391.3-（2×391.3+191.2+431.8）=+11.3kJ/mol

答案為：+11.3kJ/mol；

一氯胺的水解屬于兩物質(zhì)之間交換成分的復(fù)分解反應(yīng)，則化學(xué)方程式為NH2Cl+H2O=NH3+HClO；

答案為：NH2Cl+H2O=NH3+HClO；

（2）①Cl2轉(zhuǎn)化率最高點(diǎn)就是圖中Cl2含量最低、HCl含量最高的B點(diǎn)；

答案為：B；

②計(jì)算C點(diǎn)時(shí)反應(yīng)2Cl2(g)+NH3(g) NHCl2(g)+2HCl(g)的壓強(qiáng)平衡常數(shù)Kp(C)，

因?yàn)?/span>C點(diǎn)氯氣和氯化氫等量，所以3-2x=2x，x=0.75mol，氣體總物質(zhì)的量為3-2x+1-x+x +2x=4mol，總壓強(qiáng)為10MPa，按定義計(jì)算Kp， =3

答案為：3；

（3）按電解總反應(yīng)為：CO(NH2)2+H2O3H2↑+N2↑+CO2↑分析，尿素是還原劑被氧化，它發(fā)生反應(yīng)的A電極就是陽(yáng)極，A所連就是的電源正極，

答案為：正；

A電極上就是尿素被氧化的反應(yīng)；由圖知，氧化產(chǎn)物為N2，則電極反應(yīng)式為：CO(NH2)2-6e-+H2O=CO2↑+N2↑+6H+；

答案為：CO(NH2)2-6e-+H2O=CO2↑+N2↑+6H+。