Question

【题目】氨是一种重要的化工原料，可以用来制备氮化硅(Si3N4)肼(N2H4)、氢氰酸(HCN)。

(1)已知：Si(s)+2Cl2(g)====SiCl4(g) △H1=akJ·mol－1

N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H2=bkJ·mol－1

3Si(s)+2N2(g)====Si3N4(s) △H3=ckJ·mol－1

H2(g)+Cl2(g)====2HCl(g) △H4=dkJ·mol－1

则反应3SiCl4(g)+4NH3(g)====Si3N4(s)+12HCl(g)的△H=________________kJ·mol－1(用a、b、c、d表示)。

(2)肼的制备方法是用次氯酸钠氧化过量的氨。

已知ClO－水解的方程式为：ClO－+H2 O=HClO+OH－。常温下，该水解反应的平衡常数为K=1.0×10－6mol·L－1，则1.0mol· L －1NaCIO溶液的pH=________。

(3)工业上利用氨气生产氢氰酸(HCN)的反应为：CH4(g)+NH3(g) HCN(g)+3H2 (g) △H>O

①其他条件一定，达到平衡时NH3转化率随外界条件X变化的关系如图所示。X代表的是________(填“温度”或“压强”)。

②其他条件一定，向2L密闭容器中加人 n mol CH4和2 mol NH3，平衡时NH3体积分数随n变化的关系如图所示。若反应从开始到a点所用时间为10min，该时间段内用CH4的浓度变化表示的反应速率为________mol·L－1·min－1；平衡常数：K(a) ________K(b)(填“>”“=”或“<”)

③工业上用电解法处理含氰电镀废水(pH=10)的装置如图所示。

阳极产生的氯气与碱性溶液反应生成ClO-，ClO－将CN－氧化的离子方程式为：_____CN－+ _____ClO－+ ________====_____CO32－+_____N2↑+________+________若电解处理2 mol CN－，则阴极产生气体的体积(标准状况下)为________L。

Answer 1

【答案】c+6d-3a-2b 11 压强 0.025 = 2 5 20H- 2 l 5 Cl- H2O 112

【解析】

运用盖斯定律计算反应热；依据勒夏特列原理分析平衡的移动方向；根据得失电子数目守恒规律配平氧化还原反应。

(1) 已知：Si(s)+2Cl2(g)====SiCl4(g) △H1=akJ·mol－1 ①

N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H2=bkJ·mol－1 ②

3Si(s)+2N2(g)====Si3N4(s) △H3=ckJ·mol－1 ③

H2(g)+Cl2(g)====2HCl(g) △H4=dkJ·mol－1 ④

根据盖斯定律，③+6 ④-3①-2②得3SiCl4(g)+4NH3(g)====Si3N4(s)+12HCl(g)，△H=△H3+6△H4-3△H1-2△H2= c+6d-3a-2b kJ·mol－1，

故答案为：c+6d-3a-2b；

(2) 1.0mol· L －1NaCIO溶液中，c(ClO－)= 1.0mol· L －1，已知ClO－+H2 O=HClO+OH－，该水解反应的平衡常数为K=c(HClO) c(OH－)/ c(ClO－)= c2(OH－)=1.0×10－6mol·L－1，c(OH－)= 1.0×10－3mol·L－1，则c(H+)=10-14/10-3=10-11，pH=11，

故答案为：11；

(3) ①根据图示，X越大转化率越小，平衡逆向移动，该反应为吸热，温度升高平衡正向移动，增大压强，平衡逆向移动，

故答案为：压强；

②设 10min时，反应的氨气的物质的量为x

CH4(g)+NH3(g) HCN(g)+3H2 (g)

开始（mol） 2 2 0 0

反应（mol） x x x 3x

a点（mol） 2-x 2-x x 3x

则(2-x)/2-x+x+3x=30%，x=0.5，v(CH4)=(0.5mol/2L)/10min=0.025 mol·L－1·min－1；平衡常数只和温度有关，所以K(a)=K(b)，

故答案为：0.025，=；

③由题干知，0H-参加反应，ClO－被还原成Cl-同时产物中还有水生成，再根据转移电子数相等及原子守恒规律配平得：

2 CN－+5ClO－+20H-====2CO32－+N2↑+5Cl- +H2O；根据反应方程式得，处理2mol CN－消耗5mol ClO－，消耗5molCl2，所以阴极生成5mol氢气，则V（H2）=22.4mol/L5mol=112L，

故答案为：2，5，20H-，2，1，5 Cl-，H2O；112。