Question

【題目】氮和氮的化合物在國防建設、工農業生產和生活中都有極其廣泛的用途。請回答下列與氮元素有關的問題：

(1)NaCN廣泛用于電鍍工業上，實驗測得濃度相同的NaCN溶液和NaHCO3溶液，前者的pH大，則酸性：HCN___________H2CO3(填“強于”或“弱于”)。

(2)亞硝酰氯(結構式為Cl－N=O)是有機合成中的重要試劑。它可由C12和NO在通常條件下反應制得，反應方程式為：2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g)。已知幾種化學鍵的鍵能數據如下表：

當Cl2與NO反應生成ClNO的過程中轉移了5mol電子，理論上熱量變化為___________kJ。

(3)在一個恒容密閉容器中充入2 mol NO(g)和1molCl2(g)發生(2)中反應，在溫度分別為T1、T2時測得NO的物質的量(單位：mol)與時間的關系如下表所示：

①T1___________T2(填“>”“≤”或“=”)，理由是___________。

②若容器容積為1L，溫度為T1℃時，反應開始到5min時，C12的平均反應速率為_______。

③溫度為T2℃時，在相同容器中，充入1 molNO(g)和0.5mo1Cl2(g)，則NO的平衡轉化率___________50%(填“大于”、“等于”或“小于”)

④溫度為T2℃時，起始時容器內的壓強為p0，則該反應的平衡常數Kp=___________(用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓=總壓×物質的量分數)。

(4)近年來，地下水中的氮污染已成為一個世界性的環境問題。在金屬Pt、Cu和銥(Ir)的催化作用下，密閉容器中的H2可高效轉化酸性溶液中的硝態氮(NO3－)，其工作原理如圖所示：

①Ir表面發生反應的方程式為___________。

②若導電基體上的Pt顆粒增多，造成的結果是___________。

Answer 1

【答案】弱于 277.5 ＜ 因為該反應的正反應為放熱反應，溫度越高，達平衡時的轉化率越低（或溫度越高，反應速率快，在達到平衡前，單位時間內消耗NO的量越多） 0.05mol/(L·min) 小于 H2＋N2O==N2＋H2O 不利于降低溶液中的含氮量

【解析】

(1)強堿弱酸鹽，越弱水解程度越大；

（2）根據焓變=反應物總鍵能－生成物總鍵能計算2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g)反應的焓變，轉移5mol電子消耗2.5mol氯氣。

（3）①溫度越高，反應速率越大，單位時間內消耗NO的量越多；

②根據計算5min內Cl2的反應速率；

③減小壓強，平衡逆向移動；

④利用“三段式”計算Kp；

(4) ①根據圖示，氫氣、N2O在Ir表面生成氮氣和水；

②Pt顆粒增多，更多的NO3－被還原為NH4+,不利于降低溶液中的含氮量。

（1）實驗測得濃度相同的兩溶液中，NaCN溶液的pH較大，則CN－水解程度比HCO3－大，則HCN的酸性弱于H2CO3。

（2）1mol Cl2參與反應發生焓變為243＋2×630－2×(200＋607)＝－111kJ，此時轉移2mol電子，則有5mol電子轉移時，熱量變化為277.5kJ。

（3）①溫度越高，反應速率越大，單位時間內消耗NO的量越多，所以T1＜T2。

②T1℃，5min內NO的物質的量0.5mol,Cl2的物質的量的變化為0.25mol，反應速率為 0.05mol/(L·min)。

③在相同容器中，充入1mol NO和0.5mol Cl2，容器中壓強減小，反應向逆反應方向進行，NO轉化率減小，小于50%。

④起始物質的量為3mol，壓強為p0，反應后各物質變化為：

2NO ＋ Cl2 ＝ 2ClNO

起始物質的量 2 1 0

變化量 1 0.5 1

達平衡物質的量 1 0.5 1

同溫同體積條件下，氣體的壓強之比等于其物質的量之比，則反應后壓強為，則。

（4）①氫氣、N2O在Ir表面生成氮氣和水，Ir表面發生的反應為H2＋N2O＝H2O＋N2；

②讀圖可知，若Pt顆粒增多，則NO3－更多轉化為NH4＋存在于溶液中，不利于降低溶液中的含氮量。