Question

(CN)₂被称为拟卤素，它的阴离子CN^-作为配体形成的配合物有重要用途。
⑴ HgCl₂和Hg(CN)₂反应可制得 (CN)₂, 写出反应方程式。                  
⑵画出CN^-、(CN)₂的路易斯结构式。
⑶写出(CN)₂ (g) 在O₂ (g) 中燃烧的反应方程式。
⑷ 298 K下，(CN)₂ (g) 的标准摩尔燃烧热为－1095 kJ mol^－1，C₂H₂ (g) 的标准摩尔燃烧热为－1300 kJ mol^－1，C₂H₂ (g) 的标准摩尔生成焓为227 kJ mol^－1，H₂O (l) 的标准摩尔生成焓为-286 kJ mol^－1，计算 (CN)₂ (g) 的标准摩尔生成焓。
⑸ (CN)₂在300~500 ^oC形成具有一维双链结构的聚合物，画出该聚合物的结构。
⑹电镀厂向含氰化物的电镀废液中加入漂白粉以消除有毒的CN^-，写出化学方程式（漂白粉用ClO^－表示）。

Answer 1

⑴HgCl₂ + Hg(CN)₂ = Hg₂Cl₂ + (CN)₂
⑵     必须画出孤对电子
⑶(CN)₂(g) + 2O₂(g) = 2CO₂(g) + N₂(g)
⑷(CN)₂(g) + 2O₂(g) = 2CO₂(g) + N₂(g)  
2Δ_fH_m^y(CO₂)^?－Δ_fH_m^y[(CN)₂] =－1095 kJ·mol^－1 
2Δ_fH_m^y(CO₂) =－1095 kJ·mol^－1+Δ_fH_m^y[(CN)₂]  
C₂H₂(g)+ 2.5O₂(g)= 2CO₂(g)+ H₂O(l) 
2Δ_fH_m^y(CO₂) +Δ_fH_m^y(H₂O) －Δ_fH_m^y(C₂H₂) =^?－1300 kJ mol^-1
2Δ_fH_m^y(CO₂) =^?－1300 kJ·mol^－1+ 286kJ·mol^－1+ 227 kJ mol^－1
Δ_fH_m^y[(CN)₂] =" 1095" kJ·mol^－1－?1300 kJ·mol^－1+ 286kJ·mol^－1+ 227 kJ·mol^－1
=" 308" kJ·mol^－1
Δ_fH_m^y[(CN)₂] = 1095－1300+ 286+ 227 = 308（kJ mol^－1）也可以。
⑸  或    或
⑹2CN^－ + 5ClO^－+ H₂O = 2HCO₃^－+ N₂ + 5Cl^－ HCO₃^－写成CO₃^2－也可

⑴根据题意，可以确定两种反应物和一种生成物[（CN）₂]，利用元素守恒，则另一种物质为Hg₂Cl₂。
⑵CN^－是N₂的等电子体，根据N₂的路易斯结构式，写出CN^－的路易斯结构式；(CN)₂分子有18个价电子，需要32个电子使每个原子都满足八电子结构，因此还差14个电子，需形成7个共价键。电负性大的N原子作为端点原子，所有的共振式中，只有有“∶N≡C－C≡N∶”是形式电荷最小的路易斯结构（也可以通过CN^－的结构进行推测）。
本题在书写路易斯结构式时，应注意以下几个问题：
①结构式中每个原子都必须满足8电子结构，因此不足八电子的原子一定要通过添加孤对电子的方式使其满足；
②如果分子具有一定的空间构型，尽可能表示出来。
⑶(CN)₂在燃烧时，C元素转化成CO₂，N元素转化成N₂，根据以上产物，可配平燃烧的化学方程式。
⑷标准摩尔燃烧热指的是一定温度下，1mol物质完全燃烧时的热效应，如“298 K下，(CN)₂ (g) 的标准摩尔燃烧热为－1095 kJ·mol^－1”可用如下热化学方程式表示出来：
(CN)₂(g)+O₂(g)＝CO₂(g)+N₂(g)；⊿H_m(1)="-1095" kJ/mol ……①
同理，“C₂H₂ (g) 的标准摩尔燃烧热为－1300 kJ/mol^－1”即
C₂H₂(g)+3/2O₂(g)＝CO₂(g)+H₂O(l)；⊿H_m(2)="-1300" kJ/mol ……②
(CN)₂的标准摩尔生成热为一定温度下，由最稳定的单质生成每生成1 mol物质时的热效应，如“C₂H₂ (g) 的标准摩尔生成焓为227 kJ·mol^－1”用热化学方程式表示为：
2C(石墨，s)+H₂(g)＝C₂H₂(g)；⊿H_m(3)="227" kJ·mol^－1 ……③
同理，“H₂O (l) 的标准摩尔生成焓为-286 kJ/mol^-1”即
H₂(g)+1/2O₂(g)=H₂O(l)；⊿H_m(3)="-286" kJ·mol^－1 ……④
(CN)₂的标准摩尔生成热即以下反应的热效应
2C(石墨，s)+N₂(g)＝(CN)₂(g)；⊿H_m ……⑤
根据盖斯定律，⑤式可由②＋③－①－④得，即：
Δ_fH_m^y[(CN)₂] =(1095-1300+ 286+ 227)kJ/mol= 308kJ/mol
⑸根据(CN)₂的路易斯结构式，C、N三键“打开”形成C、N双键，碳碳相连形成双链结构。在书写高聚物的结构时，注意把构型表示出来。
⑹这是一个碱性条件下的次氯酸根氧化CN^-的氧化还原方程式的书写，可使用离子－电子法进行配平：
氧化反应：2CN^－+12OH^－－10e^-→2CO₃^2-+N₂+6H­₂O ……①
还原反应：ClO^-+H₂O+2e^-→Cl^-+2OH^- ……②
①＋②×5，即：
2CN^－ + 5ClO^－+ 2OH^－= 2CO₃^－+ N₂ + 5Cl^－ + H₂O