Question

【题目】氮及其化合物在生产生活中有重要作用。

（1）已知：①氢气的燃烧热为285 kJ/mol ②N2(g) + 2O2(g) = 2NO2(g) ΔH=+133 kJ/mol。试写出H2还原NO2生成液态水和另一种无毒物质的热化学方程式_________________。

（2）一氯胺(NH2Cl)的电子式为_______________，一氯胺是重要的水消毒剂，其原因是一氯胺在水中会部分水解，生成具有强烈杀菌作用的物质，该反应的化学方程式为______________。

（3）用Cl2和NH3反应制备二氯胺的方程式为2Cl2(g)+NH3(g)NHCl2(l)+2HCl(g)，向容积均为1 L的甲、乙两个恒温（反应温度分别为400℃、T℃)容器中分别加入2 mol Cl2和2 mol NH3，测得各容器中n(Cl2)随反应时间t的变化情况如下表所示：

t/min	0	20	40	60	80
n(Cl2)(甲容器)/mol	2.00	1.50	1. 10	0.80	0.80
n(Cl2) (乙容器)/mol	2.00	1.45	1.00	1.00	1.00

①该反应的ΔH______0(填“>”或“<”) ，乙容器中，0～40 min内用Cl2的浓度变化表示的平均反应速率v(Cl2)=_______________________。

②对该反应，下列说法不正确的是________________(填选项字母）。

A．若甲容器内气体密度不变，则表明反应达到平衡状态

B．若乙容器内Cl2和NH3物质的量之比不变，则表明反应达到平衡状态

C．反应达到平衡后，分离出少量产物NHCl2，有助于提高Cl2的转化率

③恒温条件下，测得平衡时Cl2和HCl的物质的量浓度与平衡总压的关系如图所示，则A、B、C三点中Cl2转化率最高的是_________(填“A”“B”或“C”)。

Answer 1

【答案】4H2(g)+ 2NO2(g) = 4H2O(l)+N2(g) ΔH=-1273 kJ/mol NH2Cl+H2ONH3+HClO < 0.025mol/(L·min) C B

【解析】

(1)首先根据氢气的燃烧热写出氢气燃烧热的热化学方程式，再依据盖斯定律计算，写出H2还原NO2生成水蒸气和其它无毒物质的热化学方程式；

(2)一氯胺(NH2Cl)为共价化合物，氮原子与氢原子、氯原子之间形成1对共用电子对；一氯胺是重要的水消毒剂，其原因是一氯胺会水解生成氨气和次氯酸；

(3)①根据数据，在400℃时，甲容器，平衡后氯气为0.8mol；T℃时，乙容器中平衡后氯气为1.00mol，达到平衡时间短，说明反应速率快，判断出温度的高低，再结合甲、乙容器中平衡时氯气的物质的量判断温度对平衡的影响；根据反应速率v=计算氯气的反应速率；②反应2Cl2(g)+NH3(g)NHCl2(l)+2HCl(g)属于气体的物质的量减小的反应，结合平衡的特征分析判断；

③2Cl2(g)+NH3(g)NHCl2 (l)+2HCl(g)，反应为气体体积减小的反应，根据压强对平衡的影响分析判断。

(1)已知：氢气的燃烧热为285kJ/mol，则①H2(g)+ O2(g)=H2O(l)△H=-285kJ/mol，②N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)△H=+133 kJ/mol，根据盖斯定律，将①×4-②得到催化剂存在下，H2还原NO2生成水蒸气和其它无毒物质的热化学方程式为4H2(g)+2NO2(g)=N2(g)+4H2O(l)△H=-1273 kJ/mol；故答案为：4H2(g)+2NO2(g)=N2(g)+4H2O(l)△H=-1273 kJ/mol；

(2)一氯胺相当于氨气分子中的一个氢原子被氯原子代替得到，因此NH2Cl的电子式为，一氯胺是重要的水消毒剂，其原因是一氯胺在水中会部分水解，生成具有强烈杀菌作用的物质，该物质为次氯酸，反应的化学方程式为NH2Cl+H2ONH3+HClO，故答案为： ；NH2Cl+H2ONH3+HClO；

(3)①根据数据，在400℃时，甲容器，平衡后氯气为0.8mol；T℃时，乙容器中平衡后氯气为1.00mol，达到平衡时间短，说明反应速率快，说明T℃＞400℃，氯气增多，说明温度升高，平衡逆向移动，逆向为吸热反应，正向为放热反应，△H＜0；乙容器中，0～40min内氯气反应的物质的量为2mol-1.0mol=1.0mol，用氯气的浓度变化表示的平均反应速率v(Cl2)==0.025molL-1min-1，故答案为：＜；0.025molL-1min-1；

②对于反应2Cl2(g)+NH3(g)NHCl2(l)+2HCl(g)：A．反应前后气体质量变化，气体体积不变，若容器内气体密度不变，则表明反应达到平衡状态，故A正确；B．向容积均为1L的甲、乙两个恒温(反应温度分别为400℃、T℃)容器中分别加入2mol Cl2和2mol NH3，反应的氯气和氨气的物质的量之比与充入的氯气和氨气的物质的量之比不等，因此容器内Cl2和NH3物质的量之比不变，说明此时物质浓度不变，则表明反应达到平衡状态，故B正确；C．反应达到平衡后，分离出少量产物NHCl2，由于NHCl2为液体，不影响平衡的移动，因此不能提高Cl2的转化率，故C错误；故选C；

(3)2Cl2(g)+NH3(g)NHCl2 (l)+2HCl(g)，反应为气体体积减小的反应，增大压强平衡正向进行，氯气转化率增大，因此压强越大，氯气的转化率越大，则A、B、C三点中Cl2转化率最高的是B点，故答案为：B。