Question

7．氮的化合物在生产生活中广泛存在．
（1）①氯胺（NH₂Cl）的电子式为．可通过反应NH₃（g）+Cl₂（g）=NH₂Cl（g）+HCl（g）制备氯胺，已知部分化学键的键能如下表所示（假定不同物质中同种化学键的键能一样），则上述反应的△H=+11.3kJ•mol^-1．

化学键	键能/（kJ•mol-1）
N-H	391.3
Cl-Cl	243.0
N-Cl	191.2
H-Cl	431.8

②NH₂Cl与水反应生成强氧化性的物质，可作长效缓释消毒剂，该反应的化学方程式为NH₂Cl+H₂O?NH₃+HClO．
（2）用焦炭还原NO的反应为：2NO（g）+C（s）?N₂（g）+CO₂（g），向容积均为1L的甲、乙、丙三个恒容恒温（反应温度分别为400℃、400℃、T℃）容器中分别加入足量的焦炭和一定量的NO，测得各容器中n（NO）随反应时间t的变化情况如下表所示：

t/min	0	40	80	120	160
n（NO）（甲容器）/mol	2.00	1.50	1.10	0.80	0.80
n（NO）（乙容器）/mol	1.00	0.80	0.65	0.53	0.45
n（NO）（丙容器）/mol	2.00	1.45	1.00	1.00	1.00

①该反应为放热（填“放热”或“吸热”）反应．
②乙容器在200min达到平衡状态，则0～200min内用NO的浓度变化表示的平均反应速率v（NO）=0.003mol•L^-1•min^-1．
（3）用焦炭还原NO₂的反应为：2NO₂（g）+2C（s）?N₂（g）+2CO₂（g），在恒温条件下，1mol NO₂和足量C发生该反应，测得平衡时NO₂和CO₂的物质的量浓度与平衡总压的关系如图所示：
①A、B两点的浓度平衡常数关系：K_c（A）=K_c（B）（填“＜”或“＞”或“=”）．
②A、B、C三点中NO₂的转化率最高的是A（填“A”或“B”或“C”）点．
③计算C点时该反应的压强平衡常数K_p（C）=2MPa（K_p是用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数）．

Answer 1

分析 （1）①氯胺可看作是氨气分子上一个氢原子被氯原子取代的结构；根据反应热=反应物的总键能-生成物的总键能计算反应NH₃（g）+Cl₂（g）=NH₂Cl（g）+HCl（g）的△H；
②根据氧化还原化合价升降分析NH₂Cl与水反应生成强氧化性的物质；
（2）①根据温度对化学平衡的影响分析：温度升高，化学反应速率加快，平衡向着吸热方向移动；
②根据2NO（g）+C（s）?N₂（g）+CO₂（g），前后气体体积不变，相同温度下，甲与乙为等效平衡，故乙平衡时NO的物质的量为甲平衡时的一半，为0.4mol；
（3）①化学平衡常数K只于温度有关，温度不变，K不变；
②根据压强对化学平衡的影响分析可得；
（4）已知C点NO₂和CO₂的物质的量浓度相等，据此列三段式计算平衡时各物质的物质的量，再计算Kp．

解答 解：（1）①氯胺可看作是氨气分子上一个氢原子被氯原子取代的结构，则氯胺的电子式为：；NH₃（g）+Cl₂（g）=NH₂Cl（g）+HCl（g），△H=反应物的键能之和-生成物的键能之和=（3×391.3+243.0）-（2×391.3+191.2+431.8）=+11.3 kJ•mol^-1；
故答案为：；+11.3 kJ•mol^-1；
②NH₂Cl与水反应生成强氧化性的物质，可作长效缓释消毒剂，该反应的化学方程式为NH₂Cl+H₂O?NH₃+HClO；
故答案为：NH₂Cl+H₂O?NH₃+HClO；
（2）①丙容器与甲容器投入量相同，达到平衡所用时间较短，说明丙容器温度较高，丙容器平衡时NO的浓度比甲容器高，说明温度升高后向着逆方向移动，即逆方向为吸热方向，该反应是个放热反应；
故答案为：放热；
②根据2NO（g）+C（s）?N₂（g）+CO₂（g），前后气体体积不变，相同温度下，甲与乙为等效平衡，故乙平衡时NO的物质的量为甲平衡时的一半，为0.4mol，则0～200min内用NO的浓度变化表示的平均反应速率v（NO）=$\frac{（1mol-0.4mol）÷1L}{200min}$=0.003 mol•L^-1•min^-1；
故答案为：0.003 mol•L^-1•min^-1；
（3）①A、B两点的温度相同，平衡常数K只与温度有关，故浓度平衡常数关系：K_c（A）=K_c（B）；
故答案为：=；
②反应2NO₂（g）+2C（s）?N₂（g）+2CO₂（g）是个气体体积增大的反应，增大压强平衡逆向移动，故A、B、C三点中NO₂的转化率最高的是A点；
故答案为：A；
③1mol NO₂和足量C发生该反应，设反应二氧化氮x，列三段式：
2NO₂（g）+2C（s）?N₂（g）+2CO₂（g）
n始：1                        0              0
n转：x                       0.5x           x
n平：1-x                    0.5x          x
从图知C点时NO₂和CO₂的物质的量浓度，则1-x=x，解得x=0.5，则平衡时总的物质的量为1.25mol，C点时该反应的压强平衡常数K_p（C）=$\frac{（\frac{0.5mol}{1.25mol}×10MPa）^{2}×（\frac{0.25mol}{1.25mol}×10MPa）}{（\frac{0.5mol}{1.25mol}×10MPa）^{2}}$=2MPa；
故答案为：2 MPa；

点评 本题考查了反应热的计算、化学平衡状态的判断、化学平衡移动以及化学平衡常数、化学方程式的书写等，题目涉及的知识点较多，侧重于考查学生对基础知识的综合应用能力，题目难度中等．