Question

【題目】碳和氮的化合物在生產(chǎn)生活中廣泛存在。回答下列問題:

（1）三氯化氮（NCl3）是一種黃色、油狀、具有刺激性氣味的揮發(fā)性有毒液體，其原子均滿足8e—結(jié)構(gòu)。寫出其電子式_____________________。氯堿工業(yè)生產(chǎn)時，由于食鹽水中通常含有少量NH4Cl，而在陰極區(qū)與生成的氯氣反應產(chǎn)生少量三氯化氮，該反應的化學方程式為______________。

（2）已知：2CO2(g) + 3NaOH(aq)=NaHCO3(aq)+Na2CO3(aq)+H2O(l) △H=－4a kJ/mol

CO2(g) +2NaOH(aq)=Na2CO3(aq)+H2O(l) △H=－b kJ/mol

該條件下CO2與NaOH溶液反應生成NaHCO3的熱化學反應方程式為:____________。

（3）利用CO可以將NO轉(zhuǎn)化為無害的N2，其反應為：2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)，向容積均為IL的甲、乙、丙三個恒溫（反應溫度分別為300℃、T℃、300℃）容器中分別加入相同量NO和CO，測得各容器中n(CO)隨反應時間t的變化情況如下表所示:

t/min	0	40	80	120	160
n(CO)（甲容器）/mol	2.00	1.50	1.10	0.80	0.80
n(CO)（乙容器）/mol	2.00	1.45	1.00	1.00	1.00
n(CO)（丙容器）/mol	1.00	0.80	0.65	0.53	0.45

①甲容器中，0～40min內(nèi)用NO的濃度變化表示的平均反應速率v(NO)=_______。

②該反應的△H______0（填“>”或“<”）。

③甲、丙容器達到平衡時，CO的轉(zhuǎn)化率為α(甲)________α(乙)（填“>”,“< ”，“＝”）

（4）常溫下，在(NH4)2C2O4溶液中，反應NH4++C2O42—+H2ONH3·H2O+HC2O4—的平衡常數(shù)K=___。（已知常溫下，H2C2O4的電離平衡常數(shù)Ka1≈5×10-2，Ka2≈5×10-5 H2O的電離平衡常數(shù)Kw=1×10-14 NH3·H2O的電離平衡常數(shù)Kb≈2×10-5）

Answer 1

【答案】 NH4Cl+3Cl2=NCl3+4HCl NaOH(aq)+CO2(g)=NaHCO3(aq) △H=-（4a-b）kJ/mol 0.0125mol/(L·min) < > 1×10-5

【解析】

（1）三氯化氮原子均滿足8e-結(jié)構(gòu)，故電子式為；氯化銨與氯氣生成三氯化氮和氯化氫；

（2）根據(jù)蓋斯定律得出CO2與NaOH溶液反應生成NaHCO3的熱化學反應方程式；

（3）①根據(jù)v(CO)=△c/△t計算CO的平均反應速率；

②根據(jù)甲乙容器可知，乙容器80min達到平衡，甲容器在120min達到平衡，故乙容器的溫度高于甲容器，溫度高CO的平衡濃度大，平衡逆向移動，所以該反應屬于放熱反應；

③分別求出甲、乙兩容器中CO的轉(zhuǎn)化率，比較其大小；

（4）根據(jù)平衡常數(shù)的公式進行計算。

（1）三氯化氮原子均滿足8e-結(jié)構(gòu)，故電子式為；氯化銨與氯氣生成三氯化氮和氯化氫，其方程式為：NH4Cl+3Cl2=NCl3+4HCl，

故答案為：；NH4Cl+3Cl2=NCl3+4HCl。

（2）根據(jù)序號1的熱化學方程式為2CO2(g)+3NaOH(aq)=NaHCO3(aq)+Na2CO3(aq)+H2O(l)

△H=-4akJ/mol，序號2的熱化學方程式為CO2(g)+2NaOH(aq)=Na2CO3(aq)+H2O(l) H=bkJ/mol，根據(jù)蓋斯定律可得：NaOH(aq)+CO2(g)=NaHCO3(aq) △H=-（4a-b）kJ/mol；

故答案為：NaOH(aq)+CO2(g)=NaHCO3(aq) △H=-（4a-b）kJ/mol。

（3）①甲容器中，0～40min內(nèi)用NO的濃度變化表示的平均反應速率v(NO)=v(CO)=△c/△t=（2.00mol-1.5mol）÷1L÷40min=0.0125mol/(Lmin)；

故答案為：0.0125mol/(Lmin)。

②根據(jù)甲乙容器可知，乙容器在80min達到平衡，甲容器在120min達到平衡，故乙容器的溫度高于甲容器，溫度高CO的平衡濃度大，平衡逆向移動，所以該反應屬于放熱反應，△H<0；

故答案為：<。

③甲容器達到平衡時，CO的轉(zhuǎn)化率為（2.00-0.80）/2.00×100%=60%；乙容器達到平衡時CO的轉(zhuǎn)化率為（2.00-1.00）/2.00×100%=50%；所以CO的轉(zhuǎn)化率為α(甲)>α(乙)，

故答案為：>。

（4）NH4++C2O42-+H2ONH3H2O+HC2O4-的平衡常數(shù)K=c（HC2O4-）c（NH3H2O）/（NH4+）c（C2O42-）=c（HC2O4-）c（NH3H2O）c（H+）c（OH-）/c（NH4+）c（C2O42-）c（H+）c（OH-）=Kw/KbKa2=1×10-14/2×10-55×10-5=1×10-5；

故答案為：1×10-5。