Question

【題目】氮及其化合物是科學家們一直在探究的問題，它們在工農業(yè)生產和生命活動中起著重要的作用。回答下列問題。

Ⅰ.已知H—H鍵的鍵能為436kJ·mol-1，N—H鍵的健能為391kJ·mol-1，NN鍵的鍵能是945.6 kJ·mol-1，則反應NH3(g)N2(g)+H2(g)的ΔH=______，若在某溫度下其平衡常數為K，則N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)的平衡常數K1=___________（用K表示）

Ⅱ.氯氨是氯氣遇到氨氣反應生成的一類化合物，是常用的飲用水二級消毒劑，主要包括一氯氨、二氯氨和三氯氨(NH2Cl、NHCl2和NCl3)，副產物少于其它水消毒劑。

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

①二氯氨在中性、酸性環(huán)境中會發(fā)生強烈水解，生成具有強殺菌作用的物質，寫出具有強殺菌作用的物質的電子式_______________________。

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，測得平衡時Cl2和HCl的物質的量濃度與平衡總壓的關系如圖所示。則A、B、C三點中Cl2轉化率最高的是________點（ 填“A” “B”或“C”）；計算C點時該反應的壓強平衡常數Kp(C)=_____________（Kp是平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓= 總壓×物質的量分數。）

（2）用Cl2和NH3反應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、乙兩個恒溫（反應溫度分別為400℃、T℃）容器中分別加入2molCl2和2molNH3，測得各容器中n(Cl2)隨反應時間t的變化情況如下表所示：

t /min	0	40	80	120	160
n(Cl2)(甲容器)/mol	2.00	1.50	1.10	0.80	0.80
n(Cl2)(乙容器)/mol	2.00	1.45	1.00	1.00	1.00

①T℃__________400℃（填“>”或“<”）。

②該反應的ΔH__________0（填“>”或“<”）。

③該反應自發(fā)進行的條件是__________（填高溫、低溫、任何溫度）。

④對該反應，下列說法正確的是_________（填選項字母）。

A.若容器內氣體密度不變，則表明反應達到平衡狀態(tài)

B.若容器內Cl2和NH3物質的量之比為3∶1，則表明反應達到平衡狀態(tài)

C.反應達到平衡后，其他條件不變，在原容器中按=繼續(xù)充入一定量反應物，達新平衡后Cl2的轉化率增大

D.反應達到平衡后，其他條件不變，加入一定量的NC13，平衡將向逆反應方向移動

Answer 1

【答案】+46.2 kJ·mol－1 B 0.5MPa > < 低溫 AC

【解析】

Ⅰ.已知H—H鍵的鍵能為436kJ·mol-1，N—H鍵的健能為391kJ·mol-1，NN鍵的鍵能是945.6 kJ·mol-1，則反應NH3(g)N2(g)+H2(g)的ΔH=3×391kJ/mol -945.6 kJ/mol- 436kJ/mol=+46.2 kJ/mol；NH3(g)N2(g)+H2(g)的平衡常數為K=，N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)的平衡常數K1===；Ⅱ.（1）①二氯氨在中性、酸性環(huán)境中會發(fā)生強烈水解，生成具有強殺菌作用的物質是次氯酸，其電子式為；②A、B、C三點中達到平衡狀態(tài)后B點HCl濃度最大，所以Cl2轉化率最大，故轉化率最高的是B點；制備二氯胺的反應為2Cl2(g)+NH3(g) NHCl2 (l)+2HCl(g)，在恒溫條件下，1 mol Cl2和足量NH3發(fā)生反應在C點時，Cl2和HCl的物質的量濃度相等，可知此時反應體系中c(Cl2)=1mol，c(HCl)=1mol，c(NH3)=0.5mol，則三種物質的分壓分別為：P(Cl2)= P(HCl)=10MPa×=4MPa，P(NH3)=2MPa，C點時該反應的壓強平衡常數Kp(C)= =0.5MPa；（2）①依據表中數據可知，該反應在T℃時反應速率快，達到平衡狀態(tài)時n(Cl2) 增大，則T＞400；②隨著溫度升高，平衡向逆反應方向移動，說明該反應為放熱反應，span>ΔH<0；③該反應能自發(fā)進行，則必須ΔG=ΔH-TΔS<0，因反應為氣體體積縮小的放熱反應，故為熵減的反應，ΔG=ΔH-TΔS<0，必須在低溫條件下；④A．反應前后氣體質量變化，氣體體積不變，若容器內氣體密度不變，則表明反應達到平衡狀態(tài)，選項A正確；B．向容積均為1L的甲、乙兩個恒溫（反應溫度分別為400℃、T℃）容器中分別加入2mol C12和2mol NH3，反應進行后，容器內無法達到Cl2和NH3物質的量之比為3∶1，選項B錯誤；C.反應達到平衡后，其他條件不變，在原容器中按=繼續(xù)充入一定量反應物，恒容條件按比例增加反應物，相當于增大壓強，平衡向氣體體積縮小的正反應方向移動，則達新平衡后Cl2的轉化率增大，選項C正確；D.反應達到平衡后，其他條件不變，加入一定量的NC13，濃度不變，平衡不移動，選項D錯誤。答案選AC。