题目内容
【题目】一氯氨、二氯氨和三氯氨(NH2Cl、NHCl2和NCl3)是常用的饮用水二级消毒剂。
(1)用Cl2和NH3反应制备三氯胺的方程式为3Cl2(g)+NH3(g)NCl3(l)+3HCl(g)，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2molCl2和2molNH3，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 | 40 | 80 | 120 | 160 |
甲(400℃)n(Cl2)/mol | 2.00 | 1.50 | 1.10 | 0.80 | 0.80 |
乙(T℃)n(Cl2)/mol | 2.00 | 1.45 | 1.00 | 1.00 | 1.00 |
①T℃_____400℃(填“＞”或“＜”)，该反应的ΔH____0(填“>”或“<”)。
②该反应自发进行的条件是__________(填高温、低温、任何温度)。
③对该反应，下列说法正确的是_________(填选项字母)。
A. 若容器内气体密度不变，则表明反应达到平衡状态
B. 若容器内Cl2和NH3物质的量之比为3∶1，则表明反应达到平衡状态
C. 反应达平衡后，其他条件不变，加入一定量的NCl3，平衡将向逆反应方向移动
D. 反应达到平衡后，其他条件不变，在原容器中按
继续充入一定量反应物，达新平衡后Cl2的转化率增大
(2)工业上可利用反应2Cl2(g)+NH3(g)NHCl2(l)+2HCl(g)制备二氯胺。
①NHCl2在中性、酸性环境中会发生强烈水解，生成具有强杀菌作用的物质，写出该反应的化学方程式______________________________。
②在恒温条件下，将2molCl2和1molNH3充入某密闭容器中发生上述反应，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________点(填“A”“B”或“C”)；B点时反应物转化率：α(Cl2)____α(NH3)(填“＞”“=”或“＜”)，若B点平衡体积为2L，则平衡常数K=_____________。
【答案】＞ ＜ 低温 AD NHCl2 +2H2O = 2HClO + NH3 C = 4
【解析】
(1)①根据温度对反应速率以及平衡移动的影响进行分析；
②ΔH-TΔS＜0，反应能自发进行；
③A. NCl3(l)为液体，反应前后气体质量变化，气体体积不变，则气体的密度会随反应进行而变化；
B. 容器内Cl2和NH3物质的量之比为3：1，不能证明浓度不变；
C. 改变纯液体物质的用量，不影响平衡的移动；
D. 起始量为2molCl2和2molNH3，反应达到平衡后，其他条件不变，在原容器中按
继续充入一定量反应物，相当于增大压强；
(2)①NHCl2在中性、酸性环境中会发生强烈水解，生成具有强杀菌作用的物质为次氯酸，另一物质为氨气；
②根据压强对平衡移动的影响比较转化率的大小；由于Cl2和NH3是按照化学计量数之比充入，则任一点均有，转化率：α(Cl2)=α(NH3)；根据B点氯气和氯化氢物质的量相同，设参加反应氨气物质的量xmol，列三段式计算平衡时刻各气体物质的浓度，进而计算平衡常数。
(1)①温度越高，反应速率越快，其他条件相同时，由表格数据可知40min时，T℃时消耗氯气较多，且T℃时反应先达到平衡，则T℃时的反应速率比400℃时的反应速率快，则T℃＞400℃；在400℃时，甲容器平衡后氯气为0.80mol，在T℃时，乙容器平衡后氯气为1.00mol，乙中剩余氯气较多，说明温度升高平衡逆向移动，则逆向为吸热反应，正向为放热反应，△H＜0；故答案为：＞；＜；
②该反应正向为放热反应，且正向为熵减小的反应，ΔH-TΔS＜0，反应能自发进行，则应为低温条件；故答案为：低温；
③A. NCl3(l)为液体，反应前后气体质量变化，气体体积不变，则气体的密度会随反应进行而变化，则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. 容器内Cl2和NH3物质的量之比为3：1，不能证明浓度不变，则不能表明反应达到平衡状态，故B错误；
C. NCl3为纯液体，改变其用量，不影响平衡的移动，故D错误；
D. 起始量为2molCl2和2molNH3，反应达到平衡后，其他条件不变，在原容器中按继续充入一定量反应物，相当于增大压强，平衡正向移动，达新平衡后Cl2的转化率增大，D项正确；故答案为：AD；
(2)①NHCl2在中性、酸性环境中会发生强烈水解，生成具有强杀菌作用的物质为次氯酸，该反应的化学方程式为NHCl2 +2H2O = 2HClO + NH3；故答案为：NHCl2 +2H2O = 2HClO + NH3；
②该反应2Cl2(g)+NH3(g)NHCl2(l)+2HCl(g)为气体体积减小的反应，增大压强平衡正向移动，氯气转化率增大，则A、B、C三点中氯气转化率最高的是C点；由于Cl2和NH3是按照化学计量数之比充入，则任一点均有，转化率：α(Cl2)=α(NH3)；B点氯气和氯化氢物质的量相同，设参加反应氨气物质的量xmol，则可得三段式
，则2-2x=2x，解得x=0.5，则平衡是c(Cl2)=0.5mol/L，c(NH3)=0.25mol/L，c(HCl)=0.5mol/L，平衡常数
；故答案为：C；=；4。
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【题目】（1）已知①H2(g)＋
O2(g)=H2O(g) ΔH＝－241.8kJ·mol－1
②CH4 (g)＋
O2(g)=CO (g)＋2H2O(g) ΔH＝－564.3kJ·mol－1
则CH4(g)与H2O(g)反应制取CO(g)和H2(g)的热化学方程式：___。
（2）根据键能数据计算CH4(g)+4F2(g)=CF4(g)+4HF(g)的反应热 ΔH＝___kJ·mol－1。
化学键 | C—H | C—F | H—F | F—F |
键能/(kJ·mol-1) | 414 | 489 | 565 | 155 |
（3）氢气是合成氨反应的重要原料。现将lmolN2和3molH2投入1L的密闭容器，在一定条件下，利用如下反应模拟合成氨的工业化生产：N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) △H＜0。当改变某一外界条件(温度或压强)时，NH3的体积分数ψ(NH3)变化趋势如图所示。
回答下列问题：
①平衡时，M点NH3的体积分数为10%，则N2的物质的量为___(保留两位有效数字)。
②X轴上a点的数值比b点__(填“大”或“小”)；图中，Y轴表示__(填“温度”或“压强”)，判断的理由是__。
【题目】（1）超音速飞机在平流层飞行时，尾气中的NO会破坏臭氧层。科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转化成CO2和N2，化学方程式如下：2NO＋2CO
2CO2＋N2。反应能够自发进行，则反应的ΔH___0(填“>”“<”或“＝”)。
（2）已知：反应Fe(s)＋CO2(g)
FeO(s)＋CO(g)的平衡常数为K1；反应Fe(s)＋H2O(g)FeO(s)＋H2(g)的平衡常数为K2。不同温度时K1、K2的值如下表：
温度/K | K1 | K2 |
973 | 1.47 | 2.38 |
1 173 | 2.15 | 1.67 |
根据表中数据，计算反应CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)的K。
①平衡常数的表达式K1＝___；
②温度为973K时：K＝___；(结果保留小数点后2位)
③反应CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)是__(填“吸热”或“放热”)反应。
（3）已知在温度为T时，CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)的平衡常数K＝0.32，在该温度下，已知c始(CO)＝1mol·L－1，c始(H2O)＝1mol·L－1，某时刻经测定CO的转化率为10%，则该反应___(填“已经”或“没有”)达到平衡，原因是__；此时刻v正__(填“＞”或“＜”)v逆。
