Question

【題目】氮及其化合物是科學(xué)家們一直在探究的問(wèn)題，它們?cè)诠まr(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生命活動(dòng)中起著重要的作用。回答下列問(wèn)題。

Ⅰ.已知H—H鍵的鍵能為a kJ·mol-1，N—H鍵的鍵能為bkJ·mol-1，NN鍵的鍵能是ckJ·mol-1，則反應(yīng)NH3(g)N2(g)+H2(g)的ΔH=____kJ·mol-1，若在某溫度下其平衡常數(shù)為K，則N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的平衡常數(shù)K1=____（用K表示）。

Ⅱ.一氯氨、二氯氨和三氯氨(NH2Cl、NHCl2和NCl3)是常用的飲用水二級(jí)消毒劑。

（1）用Cl2和NH3反應(yīng)制備三氯胺的方程式為3Cl2(g)+NH3(g)NCl3(l)+3HCl(g)，向容積均為1L的甲、乙兩個(gè)恒溫（反應(yīng)溫度分別為400℃、T℃）容器中分別加入2molCl2和2molNH3，測(cè)得各容器中n(Cl2)隨反應(yīng)時(shí)間t的變化情況如下表所示：

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“<”），該反應(yīng)的ΔH___0（填“>”或“<”）。

②該反應(yīng)自發(fā)行的條件是____（填高溫、低溫、任何溫度）。

③對(duì)該反應(yīng)，下列說(shuō)法正確的是___（填選項(xiàng)字母）。

A．若容器內(nèi)氣體密度不變，則表明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)

B．若容器內(nèi)Cl2和NH3物質(zhì)的量之比為3∶1，則表明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)

C．反應(yīng)達(dá)平衡后，其他條件不變，加入一定量的NCl3，平衡將向逆反應(yīng)方向移動(dòng)

D．反應(yīng)達(dá)到平衡后，其他條件不變，在原容器中按=1繼續(xù)充入一定量反應(yīng)物，達(dá)新平衡后Cl2的轉(zhuǎn)化率增大

（2）工業(yè)上可利用反應(yīng)2Cl2(g)+NH3(g)NHCl2 (l)+2HCl(g)制備二氯胺。

①NHCl2在中性、酸性環(huán)境中會(huì)發(fā)生強(qiáng)烈水解，生成具有強(qiáng)殺菌作用的物質(zhì)，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式____。

②在恒溫條件下，將2molCl2和1molNH3充入某密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，測(cè)得平衡時(shí)Cl2和HCl的物質(zhì)的量濃度與平衡總壓的關(guān)系如圖所示。則A、B、C三點(diǎn)中Cl2轉(zhuǎn)化率最高的是___點(diǎn)（填“A”“B”或“C”）；B點(diǎn)時(shí)反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率：α(Cl2)___α(NH3)（填“>”“=”或“<”），若B點(diǎn)平衡體積為2L，則平衡常數(shù)K=____。

Answer 1

【答案】3b-c-a > < 低溫 AD NHCl2+2H2O=2HClO+NH3 C = 4

【解析】

Ⅰ.焓變=反應(yīng)物的總鍵能-生成物的總鍵能，據(jù)此計(jì)算，平衡常數(shù)K=，正逆反應(yīng)的平衡常數(shù)互為倒數(shù)；

Ⅱ.(1)①溫度越高，反應(yīng)速率越快；根據(jù)數(shù)據(jù)，在400℃時(shí)，甲容器，平衡后0.8mol，乙容器中1.00mol，達(dá)到平衡時(shí)間短說(shuō)明反應(yīng)速率大，乙中剩余氯氣應(yīng)少，但氯氣增多說(shuō)明溫度升高影響平衡逆向進(jìn)行；

②反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的判斷依據(jù)為△H-T△S＜0，結(jié)合反應(yīng)特征分析判斷；

③可逆反應(yīng)到達(dá)平衡時(shí)，同種物質(zhì)的正逆速率相等，各組分的濃度、含量保持不變，由此衍生的其它一些量不變，判斷平衡的物理量應(yīng)隨反應(yīng)進(jìn)行發(fā)生變化，該物理量由變化到不再變化說(shuō)明到達(dá)平衡；

(2)①根據(jù)元素守恒可推測(cè)出具有強(qiáng)烈殺菌作用的物質(zhì)為HClO，據(jù)此寫出反應(yīng)；

②體系中HCl的濃度越大則Cl2轉(zhuǎn)化率越大；起始量2molCl2和1molNH3，根據(jù)方程式可知Cl2和NH3按照2:1的比例進(jìn)行反應(yīng)，所以轉(zhuǎn)化率始終相同；B點(diǎn)處HCl和Cl2的濃度相同，據(jù)此反推各物質(zhì)的濃度進(jìn)行平衡常數(shù)的計(jì)算；

Ⅰ.已知：H-H鍵能為akJmol-1，H-N鍵能為bkJmol-1，N≡N鍵的鍵能ckJmol-1，對(duì)于反應(yīng)NH3(g)N2(g)+H2(g)的△H=反應(yīng)物的總鍵能-生成物的總鍵能=3b-c-a，其平衡常數(shù)為K=，則N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的平衡常數(shù)K1=，故答案為：3b-c-a；；

Ⅱ.(1)①溫度越高，反應(yīng)速率越快，平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)，其他條件相同時(shí)，T℃時(shí)的反應(yīng)速率比400℃時(shí)的反應(yīng)速率快，則T℃＞400℃；根據(jù)數(shù)據(jù)，在400℃時(shí)，甲容器，平衡后0.8mol，乙容器中1.00mol，達(dá)到平衡時(shí)間短說(shuō)明反應(yīng)速率大，乙中剩余氯氣應(yīng)少，但氯氣增多說(shuō)明溫度升高影響平衡逆向進(jìn)行，△H＜0，故答案為：>；<；

②3Cl2(g)+NH3(g)NCl3(l)+3HCl(g)，反應(yīng)的△S＜0，△H＜0，滿足△H-T△S＜0，需要低溫下，反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，故答案為：低溫；

③A．NCl3(l)為液體，反應(yīng)前后氣體質(zhì)量變化，氣體體積不變，若容器內(nèi)氣體密度不變，則表明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故A正確；
B．起始量2molCl2和2molNH3，根據(jù)方程式可知反應(yīng)過(guò)程中Cl2和NH3按照3:1的比例進(jìn)行反應(yīng)，所以容器內(nèi)的Cl2和NH3物質(zhì)的量之比不可能為3：1，故B錯(cuò)誤；
Cspan>．反應(yīng)達(dá)到平衡后，其他條件不變，加入一定量的NCl3(l)為液體不影響此平衡的移動(dòng)，故C錯(cuò)誤；
D．反應(yīng)達(dá)到平衡后，其他條件不變，在原容器中按=1繼續(xù)充入一定量反應(yīng)物，壓強(qiáng)增大，平衡正向進(jìn)行，Cl2的轉(zhuǎn)化率增大，故D正確；
故答案為：AD。

(2)①根據(jù)元素守恒可推測(cè)出具有強(qiáng)烈殺菌作用的物質(zhì)為HClO，所以二氯胺與水反應(yīng)方程式為：NHCl2+2H2O=2HClO+2NH3；

②容器為密閉容器，據(jù)圖可知C點(diǎn)處HCl的濃度最大，體系中HCl的濃度越大則Cl2轉(zhuǎn)化率越大，所以C點(diǎn)Cl2轉(zhuǎn)化率最高；起始量2molCl2和1molNH3，根據(jù)方程式可知Cl2和NH3按照2:1的比例進(jìn)行反應(yīng)，所以轉(zhuǎn)化率始終相同；B點(diǎn)處HCl和Cl2的濃度相同，設(shè)平衡時(shí)c(HCl)=amol/L，初始c(Cl2)=，c(NH3)=，則

則有1-a=a，解得a=0.5mol/L，所以平衡時(shí)c(HCl)=0.5mol/L，c(Cl2)=0.5mol/L，c(NH3)=0.25mol/L，平衡常數(shù)K=，故答案為：C；=；4；