Question

【题目】氮及氮的化合物在化工研究中是一门重要的课题．
（1）某无机化合物A的相对分子质量为184．在一定条件下，SCl2与氨完全反应生成A和淡黄色单质B及离子化合物X，且X的水溶液pH＜7．将18.4gA隔绝空气加热可得到12.8gB和气体单质C．请回答：
写出SCl2与氨反应的化学方程式 ．
（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）汽车燃油不完全燃烧时产生CO，有人设想按下列反应除去CO：2CO（g）=2C（s）+O2（g），简述该设想能否实现的依据： ．
（II）汽车尾气转化器中发生的反应：2NO（g）+2CO（g）N2（g）+2CO2（g）△H= ．
（III）有容积相同的甲、乙两个密闭容器，甲充入等量的NO和CO气体，乙充入NO气体．
以Ag﹣ZSM﹣5为催化剂，分别在不同温度下同时发生反应，测得相同时间内NO的转化率，绘得图象如图1．

分析图象回答：曲线②NO转化率随温度升高而增大的原因 ． 在图2中画出反应2NO（g）+2CO（g）N2（g）+2CO2（g）在不同温度下达到平衡时c（N2）的变化趋势图 ．
（V）已知常温下HNO2的电离常数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，因为△H＞0，△S＜0，在任何情况下都不能自发进行；﹣746.5kJ?mol﹣1；反应没有达到平衡，温度越高反应速率越快，转化率越大；；2.14×10﹣3
【解析】解：（1）因为“SCl2与氨完全反应生成A和淡黄色单质B及离子化合物X，且X的水溶液的pH＜7、A隔绝空气加强热可得到 B和气体单质C”知B是S，A含N、S元素，C是氮气，X是氯化铵．n（A）= =0.1mol，n（S）= =0.4mol，则A中含N： =0.4mol，故A的分子式为S4N4 ， 所以SCl2与氨反应生成A和淡黄色单质B及离子化合物X，反应方程式：6SCl2+16NH3=S4N4+2S+12NH4Cl，所以答案是：6SCl2+16NH3=S4N4+2S+12NH4Cl；（2）（I）因为C不完全燃烧时产生CO为放热反应，则2CO（g）=2C（s）+O2（g）△H＞0，又熵变减小的反应，△H＞0，△S＜0，则△H﹣T△S＞0，反应任何温度下都不能自发进行；所以答案是：不可行，因为△H＞0，△S＜0，在任何情况下都不能自发进行；（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
根据盖斯定律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）根据（3）2NO（g）+2CO（g）N2（g）+2CO2（g）△H=﹣746.5kJmol﹣1 ， 则升高温度，平衡向逆反应方向移动，所以NO的转化率应该减小，而曲线②NO转化率随温度升高而增大说明反应没有达到平衡，温度越高反应速率越快，转化率越大；
又2NO（g）+2CO（g）N2（g）+2CO2（g）△H=﹣746.5kJmol﹣1 ， 则升高温度，平衡向逆反应方向移动，所以温度越高，平衡时c（N2）越小，则变化趋势图为 ，所以答案是：反应没有达到平衡，温度越高反应速率越快，转化率越大； ．（IV）因为HNO2的电离方程式为HNO2H++NO2﹣ ， 又电离常数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 ．
【考点精析】解答此题的关键在于理解反应热和焓变的相关知识，掌握在化学反应中放出或吸收的热量，通常叫反应热，以及对弱电解质在水溶液中的电离平衡的理解，了解当弱电解质分子离解成离子的速率等于结合成分子的速率时，弱电解质的电离就处于电离平衡状态；电离平衡是化学平衡的一种，同样具有化学平衡的特征．条件改变时平衡移动的规律符合勒沙特列原理．