Question

12．甲、乙、丙均为中学化学常见的气体单质，A为10电子化合物，B为18电子化合物，各物质之间存在如图所示的转化关系（部分反应条件及产物略去）：
请回答下列问题：
（1）甲的化学式为NH₃，B的电子式为．
（2）写出反应⑤的离子方程式NH₄⁺+OH^-=NH₃•H₂O．
（3）反应①中生成1mol A的活化能为1127kJ/mol，反应②中生成1mol B的活化能为340kJ/mol，则相同条件下，反应①的反应速率大于（填“大于”“小于”或“等于”）反应②的反应速率．
（4）一定条件下，向容积不变的某密闭容器中加入x mol甲和y mol乙及催化剂．
①若x=8，y=2，反应达到平衡时转移2mol电子，且反应放出30.8kJ热量，则该反应的热化学方程式为N₂（g）+3H₂（g） $\frac{\underline{\;\;催化剂\;\;}}{高温高压}$2NH₃ （g）△H=-92.4KJ/mol．气体乙的平衡转化率为16.7%．
②若欲使平衡时气体乙的体积分数为恒定值，则x与y的关系是x=y．

Answer 1

分析 甲、乙、丙均为中学化学常见的气体单质，A为10电子化合物，B为18电子化合物，C溶液中加入氢氧化钠溶液加热反应生成A，判断A为氨气，C溶液中加入金属镁生成气体甲证明为H₂，则乙为N₂，丙为氯气，A为NH₃，B为HCl，C为NH₄Cl，据此分析，
（1）甲为氨气，B为HCL氢原子最外层1个电子，氯原子最外层7个电子，HCl分子是由1个氢原子和1个氯原子通过共用1对电子结合而成的共价化合物；
（2）反应⑤是铵根离子和氢氧根离子加热反应生成氨气和水；
（3）活化能越大反应速率越慢；
（4）一定条件下，向容积不变的某密闭容器中加入x mol甲和y mol乙及催化剂，发生的反应为：N₂+3H₂$\frac{\underline{\;\;催化剂\;\;}}{高温高压}$2NH₃，
①若x=8，y=2，反应达到平衡时转移2mol电子，且反应放出30.8kJ热量，反应中电子转移6mol电子反应氮气1mol，氢气3mol，放热92.4KJ，据此书写热化学方程式，结合反应三行计算计算转化率=$\frac{消耗量}{起始量}$×100%；
②若欲使平衡时气体乙的体积分数为恒定值，氮气和氢气物质的量相同；

解答 解：（1）甲的化学式为NH₃，HCl分子是由1个氢原子和1个氯原子通过共用1对电子结合而成的共价化合物其电子式为，
故答案为：NH₃；；
（2）反应⑤是铵根离子和氢氧根离子加热反应生成氨气和水，反应的离子方程式为：NH₄⁺+OH^-=NH₃•H₂O，
故答案为：NH₄⁺+OH^-=NH₃•H₂O；
（3）反应①中生成1mol A的活化能为1127kJ/mol，反应②中生成1mol B的活化能为340kJ/mol，则相同条件下，反应①的反应速率大于反应②的反应速率，故答案为：大于；
（4）一定条件下，向容积不变的某密闭容器中加入x mol甲和y mol乙及催化剂，发生的反应为：N₂+3H₂$\frac{\underline{\;\;催化剂\;\;}}{高温高压}$2NH₃，
①若x=8，y=2，反应达到平衡时转移2mol电子，且反应放出30.8kJ热量，反应中电子转移6mol电子反应氮气1mol氢气3mol，放热92.4KJ，据此书写热化学方程式为：N₂（g）+3H₂（g）$\frac{\underline{\;\;催化剂\;\;}}{高温高压}$2NH₃ （g）△H=-92.4KJ/mol，结合反应三行计算计算，转移2mol电子反应的氮气物质的量为$\frac{1}{6}$mol，
              N₂+3H₂$\frac{\underline{\;\;催化剂\;\;}}{高温高压}$2NH₃，
起始量     2     8                0
变化量     $\frac{1}{3}$     1              $\frac{2}{3}$
平衡量    $\frac{5}{3}$       7              $\frac{2}{3}$
乙的转化率=$\frac{消耗量}{起始量}$×100%=$\frac{\frac{1}{3}mol}{2mol}$×100%=16.7%；
故答案为：N₂（g）+3H₂（g）$\frac{\underline{\;\;催化剂\;\;}}{高温高压}$2NH₃ （g）△H=-92.4KJ/mol；16.7%，
②若欲使平衡时气体乙的体积分数为恒定值，需要满足氮气和氢气物质的量相同，x=y，故答案为：x=y；

点评 本题考查了物质结构、化学反应离子方程式和热化学方程式书写、化学平衡计算等知识点，掌握基础是解题关键，题目难度中等．