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【题目】碳和氮的化合物在生产生活中广泛存在。回答下列问题:

1)三氯化氮(NCl3)是一种黄色、油状、具有刺激性气味的挥发性有毒液体,其原子均满足8e结构。写出其电子式_________。氯碱工业生产时,由于食盐水中通常含有少量NH4Cl,而在阴极区与生成的氯气反应产生少量三氯化氮,该反应的化学方程式为_______

2)一定条件下,不同物质的量的CO2与不同体积的1.0 mol/L NaOH溶液充分反应放出的热量如下表所示:

反应

序号

CO2的物质的量/mol

NaOH溶液的体积/L

放出的热量 /kJ

1

0.5

0.75

a

2

1.0

2.00

b

该条件下CO2NaOH溶液反应生成NaHCO3的热化学反应方程式为:_______

3)利用CO可以将NO转化为无害的N2,其反应为:2NOg)+2COgN2g)+2CO2g),向容积均为1 L的甲、乙、丙三个恒温(反应温度分别为300 ℃、T ℃、300 ℃)容器中分别加入相同量NOCO,测得各容器中nCO)随反应时间t的变化情况如下表所示:

t/min

0

40

80

120

160

nCO)(甲容器)/mol

2.0

1.5

1.1

0.8

0.8

nCO)(乙容器)/mol

2.0

1.45

1.0

1.0

1.0

nCO)(丙容器)/mol

1.00

0.80

0.65

0.53

0.45

①甲容器中,040 min内用NO的浓度变化表示的平均反应速率vNO)=________

②该反应的ΔH________0(填“>”“<”)。

③丙容器达到平衡时,CO的转化率为________

4)如图是在酸性电解质溶液中,以惰性材料作电极,将CO2转化为丙烯的原理模型。

①太阳能电池的负极是________。(填“a”“b”

②生成丙烯的电极反应式是_________

【答案】 NH4Cl3Cl2=NCl34HCl NaOHaq)+CO2g=NaHCO3aqΔH=-(4abkJ/mol 0.0125 mol/L·min < 60% a 3CO218H18e=C3H66H2O

【解析】

(1)三氯化氮(NCl3)其原子均满足8e-结构,形成三个共用电子对,氯化铵和氯气反应生成三氯化氮和氯化氢;

(2)根据不同反应的量产生的热量写出热化学方程式,根据盖斯定律计算所求反应的热效应;

(3)①根据化学反应平均速率公式v(NO)=计算;

②对比甲容器和乙容器,相同时间内乙容器转化的NO的量更多,表明乙容器的化学反应速率更快,则乙容器温度更高,据此判断焓变情况;

③根据等效平衡以及甲容器的反应情况计算丙容器中NO的转化率;

(4)①负极通燃料,正极通氧气;

②太阳能电池为电源,电解强酸性的二氧化碳水溶液得到丙烯,丙烯在阴极生成。

1)三氯化氮原子均满足8e结构,故电子式为;氯化铵与氯气生成三氯化氮,其方程式为:NH4Cl3Cl2===NCl34HCl

故答案为:NH4Cl3Cl2===NCl34HCl

2)根据序号1的热化学方程式为:2CO2g)+3NaOHaq===NaHCO3aq)+Na2CO3aq)+H2Ol) ΔH=-4a kJ/mol、序号2的热化学方程式为CO2g)+2NaOHaq===Na2CO3aq)+H2Ol) ΔH=-b kJ/mol,根据盖斯定律可得:NaOHaq)+CO2g===NaHCO3aq) ΔH=-(4abkJ/mol

故答案为:NaOHaq)+CO2g===NaHCO3aq) ΔH=-(4abkJ/mol

3)①甲容器中,040 min内用NO的浓度变化表示的平均反应速率vNO)=vCO)=0.0125 mol/L·min);

故答案为:0.0125 mol/L·min);

②根据甲乙容器可知,乙容器80 min达到平衡,甲容器在120 min达到平衡,故乙容器的温度高于甲容器,温度高CO的平衡浓度大,平衡逆向移动,所以该反应属于放热反应,ΔH<0

故答案为:<;

③甲与丙的温度一样,故平衡常数不变。甲容器在300 ℃下的平衡常数为:

K==2.11

丙容器在300 ℃下的平衡常数为:

K2.11

解得x0.3 mol/L,故丙容器达到平衡时,CO的转化率为60%

故答案为:60%

4)①由图片可知,与a相连的电极:CO2丙烯,发生还原反应,作阴极,故a为太阳能电池的负极;②生成丙烯的电极反应式为:3CO218H18e===C3H66H2O

故答案为:a3CO218H18e=C3H66H2O

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离子组

加入试剂

发生反应的离子方程式

A

NaOH溶液

B

BaCl2溶液

C

少量KOH溶液

D

通入少量SO2

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A.一定含,不含

B.一定含,不含,可能含有

C.

D.

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B.一定存在,可能存在

C.一定存在

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