Question

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右表所示（假定不同物质中同种化学键的键能一样），则上述反应的ΔH=_________。

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________。

(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____________（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)=_________。

(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，1molNO₂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：Kc(A)_____Kc(B)（填“＜”或“＞”或“=”）。

②A、B、C三点中NO₂的转化率最高的是______（填“A”或“B”或“C”）点。

③计算C点时该反应的压强平衡常数Kp(C)=______（Kp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

+11.3kJ/mol-1 NH2Cl＋H2ONH3＋HClO或NH2Cl＋2H2ONH3H2O＋HClO 放热 0.003mol·L-1·min-1 = A 2MPa

【解析】(1)（1）①氮原子最外层有5个电子，氯原子最外层有7个电子，氢原子最外层1个电子，三种原子间以共价键结合，氯胺（NH2Cl）的电子式为；正确答案：。反应为NH3(g)＋Cl2(g)=NH2Cl(g)＋HCl(g)，ΔH=反应物总键能-生成物总键能=3×391.3+243-2×391.3-191.2-431.8=+11.3kJ/mol-1；正确答案：+11.3kJ/mol-1。

②生成物具有强氧化性、具有消毒作用的是次氯酸，氯元素由-1价氧化为+1价，氮元素由-2价还原到-3价，生成氨气；正确答案：NH2Cl＋H2ONH3＋HClO或NH2Cl＋2H2ONH3∙H2O＋HClO。

（2）①从甲丙两个反应过程看出，加入的n(NO)一样，但是丙过程先达平衡，说明丙的温度比甲高；丙中n(NO)剩余量比甲多，说明升高温度，平衡左移，该反应正反应为放热反应；正确答案：放热。

② 容积为1L的甲中： 2NO(g)+C(s)N2(g)+CO2(g)，

起始量 2 0 0

变化量 1.2 0.6 0.6

平衡量 0.8 0.6 0.6

平衡常数=c(N2)×c(CO2)/ c2(NO)=0.6×0.6/0.82=9/16;甲乙两个反应过程温度相同，所以平衡常数相同；

容积为1L的乙容器中，设NO的变化量为xmol：

2NO(g)+C(s)N2(g)+CO2(g)，

起始量 1 0 0

变化量 x 0.5x 0.5x

平衡量 1- x 0.5x 0.5x

平衡常数=c(N2)×c(CO2)/ c2(NO)= 0.5x×0.5x/(1- x)2=9/16,解之得x=0.6mol；0～200min内用NO的浓度变化表示的平均反应速率v(NO)= 0.6÷1÷200= 0.003mol·L-1·min-1；正确答案：0.003mol·L-1·min-1。

(3) ①平衡常数只与温度有关，由于温度不变，平衡常数不变， Kc(A)= Kc(B)；正确答案： =。

②增大压强，平衡左移，NO2的转化率降低，所以A、B、C三点中压强最小为A点，该点转化率最大；正确答案：A。

③由焦炭还原NO2的反应为：2NO2(g)+2C(s)N2(g)+2CO2(g)，在恒温条件下，1 mol NO2和足量C发生反应在C点时，NO2和CO2的物质的量浓度相等，可知此时反应体系中n(NO2)=0.5mol，n(N2)=0.25mol，n(CO2)=0.5mol，则三种物质的分压分别为：P(NO2)= P(CO2)=10MPa×=4，P(N2)=2MPa，C点时该反应的压强平衡常数Kp(C)= 2MPa×42MPa/42MPa=2 MPa；正确答案：2MPa。