Question

氮的化合物在生产和生活中广泛存在。请回答下列有关问题：

（1）氯胺（NH₂Cl）是一种长效缓释消毒剂，可通过反应NH₃(g)+Cl₂(g)=NH₂Cl(g)+HCl(g)

△H=+12kJ·mol^-1来制取。

己知部分化学键的键能如上表所示(假定不同物质中同种化学键的键能一样)，则a=______。

（2）2NO(g)+O₂(g)2NO₂(g)的反应历程分两步：

(a)2NO(g)N₂O₂(g)(快)  V_a正=K_a正c²(NO)，V_a逆=K_a逆c²(N₂O₂)，△H₁<0

(b)N₂O₂(g)+ O₂(g)=2N0₂(g) (慢) V_b正=K_b正c²(N₂O₂)·c²(O₂)，V_b逆=K_b逆c²(NO₂)，△H₂<0

①一定温度下，反应2NO(g)+O₂(g)2NO₂(g)达到平衡状态，其平衡常数K=______（用k_a正、K_a逆、K_b正、K_b逆表示）。

②100KPa时，密闭容器中发生反应2NO(g)+O₂(g)2NO₂(g), NO的平衡转化率与温度的关系曲线如右图所示：图中A、B、C三点表示不同温度、压强下达到平衡时NO的转化率，则__点对应的压强最大，原因是______________。

③反应2NO(g)+O₂(g)2NO₂(g)在密闭恒容绝热容器中进行，若氧气中混有氮气，容器中还发生了反应：N₂(g)+O₂(g)2NO(g) △H=+180kJ/mo1，则此反应对NO的转化率的影响是____(填“增大”、“减小”或“无法判断”)。

④某温度下，反应2NO(g)+O₂(g)2NO₂(g)中，在保证O₂浓度不变的情况下，增大容器的体积．平衡将_____（填“正反应方向”、“逆反应方向”或“不”）称动。判断的依据是_____。 （3）工业上可通过电解NO制备NH₄NO₃，其工作原理如右图所示。①该装置的阳极是_____（填“电极a”、“电极b”）。

②电解过程总反应的化学方程式为___________。

③若维持电流强度为6A，电解5小时，理论上可制祠NH₄NO₃的最大质量为_____g。(已知F=96500C/mol，保留小数点后l位)。

Answer

a＝191 C 由于该反应正反应是一个分子数减小的反应，A、B两点NO的转化率都低于100kPa时的转化率，故A、B两点的压强都低于100kPa，C点NO的转化率高于100kPa时的转化率，故C点的压强大于100kPa 无法判断 不 保证c(O2)不变情况下，增大容器体积，c(NO2)与c(NO)同等倍数减小，其浓度商不变，所以平衡不移动。 电极b 8NO＋7H2O3NH4NO3＋2HNO3 29.8

【解析】（1）焓变等于反应物键能之和与生成物键能之和的差值，则3×391+243-431-2×391-a＝12，解得a＝191；（2）2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的反应历程分两步：

(a)2NO(g)N2O2(g)(快) Va正=Ka正c2(NO)，Va逆=Ka逆c2(N2O2)，△H1<0

(b)N2O2(g)+ O2(g)=2N02(g) (慢) Vb正=Kb正c2(N2O2)·c2(O2)，Vb逆=Kb逆c2(NO2)，△H2<0

①根据盖斯定律(a)+(b)即得到反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)，因此达到平衡状态，其平衡常数K= 。②由于该反应正反应是一个分子数减小的反应，A、B两点NO的转化率都低于100kPa时的转化率，故A、B两点的压强都低于100kPa，C点NO的转化率高于100kPa时的转化率，故C点的压强大于100kPa，因此C点压强最大。③反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)在密闭恒容绝热容器中进行，若氧气中混有氮气，容器中还发生了反应：N2(g)+O2(g)2NO(g) △H=+180kJ/mo1是吸热反应，导致我的降低，但同时氧气浓度降低，NO浓度增大，因此无法判断NO的转化率。④某温度下，反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)中，在保证O2浓度不变的情况下，增大容器的体积，NO和NO2的浓度瞬间变小，且减小的程度一样，因此浓度熵等于平衡常数，则平衡不移动。（3）工业上可通过电解NO制备NH4NO3，其工作原理如右图所示。①该装置中a电极是NO得到电子转化为铵根，a电极是阴极，所以b电极是阳极。②阳极是NO得到电子转化为硝酸根，所以电解过程总反应的化学方程式为8NO＋7H2O3NH4NO3＋2HNO3。③由于持续通入氨气，所以根据方程式可知转移15mol电子，生成5mol硝酸铵。若维持电流强度为6A，电解5小时，则通过的电子的物质的量是，所以理论上可制得NH4NO3的最大质量为1.12mol/4×80g/mol＝29.8g。