Question

【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）已知：2CO2(g) + 3NaOH(aq)=NaHCO3(aq)+Na2CO3(aq)+H2O(l) △H=－4a kJ/mol

CO2(g) +2NaOH(aq)=Na2CO3(aq)+H2O(l) △H=－b kJ/mol

该条件下CO2与NaOH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：2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)，向容积均为IL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NO和CO，测得各容器中n(CO)随反应时间t的变化情况如下表所示:

t/min	0	40	80	120	160
n(CO)（甲容器）/mol	2.00	1.50	1.10	0.80	0.80
n(CO)（乙容器）/mol	2.00	1.45	1.00	1.00	1.00
n(CO)（丙容器）/mol	1.00	0.80	0.65	0.53	0.45

①甲容器中，0～40min内用NO的浓度变化表示的平均反应速率v(NO)=_______。

②该反应的△H______0（填“>”或“<”）。

③甲、丙容器达到平衡时，CO的转化率为α(甲)________α(乙)（填“>”,“< ”，“＝”）

（4）常温下，在(NH4)2C2O4溶液中，反应NH4++C2O42—+H2ONH3·H2O+HC2O4—的平衡常数K=___。（已知常温下，H2C2O4的电离平衡常数Ka1≈5×10-2，Ka2≈5×10-5 H2O的电离平衡常数Kw=1×10-14 NH3·H2O的电离平衡常数Kb≈2×10-5）

Answer 1

【答案】 NH4Cl+3Cl2=NCl3+4HCl NaOH(aq)+CO2(g)=NaHCO3(aq) △H=-（4a-b）kJ/mol 0.0125mol/(L·min) < > 1×10-5

【解析】

（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和氯化氢；

（2）根据盖斯定律得出CO2与NaOH溶液反应生成NaHCO3的热化学反应方程式；

（3）①根据v(CO)=△c/△t计算CO的平均反应速率；

②根据甲乙容器可知，乙容器80min达到平衡，甲容器在120min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；

③分别求出甲、乙两容器中CO的转化率，比较其大小；

（4）根据平衡常数的公式进行计算。

（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和氯化氢，其方程式为：NH4Cl+3Cl2=NCl3+4HCl，

故答案为：；NH4Cl+3Cl2=NCl3+4HCl。

（2）根据序号1的热化学方程式为2CO2(g)+3NaOH(aq)=NaHCO3(aq)+Na2CO3(aq)+H2O(l)

△H=-4akJ/mol，序号2的热化学方程式为CO2(g)+2NaOH(aq)=Na2CO3(aq)+H2O(l) H=bkJ/mol，根据盖斯定律可得：NaOH(aq)+CO2(g)=NaHCO3(aq) △H=-（4a-b）kJ/mol；

故答案为：NaOH(aq)+CO2(g)=NaHCO3(aq) △H=-（4a-b）kJ/mol。

（3）①甲容器中，0～40min内用NO的浓度变化表示的平均反应速率v(NO)=v(CO)=△c/△t=（2.00mol-1.5mol）÷1L÷40min=0.0125mol/(Lmin)；

故答案为：0.0125mol/(Lmin)。

②根据甲乙容器可知，乙容器在80min达到平衡，甲容器在120min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，△H<0；

故答案为：<。

③甲容器达到平衡时，CO的转化率为（2.00-0.80）/2.00×100%=60%；乙容器达到平衡时CO的转化率为（2.00-1.00）/2.00×100%=50%；所以CO的转化率为α(甲)>α(乙)，

故答案为：>。

（4）NH4++C2O42-+H2ONH3H2O+HC2O4-的平衡常数K=c（HC2O4-）c（NH3H2O）/（NH4+）c（C2O42-）=c（HC2O4-）c（NH3H2O）c（H+）c（OH-）/c（NH4+）c（C2O42-）c（H+）c（OH-）=Kw/KbKa2=1×10-14/2×10-55×10-5=1×10-5；

故答案为：1×10-5。