Question

【題目】氮及氮的化合物在化工研究中是一門重要的課題．
（1）某無機化合物A的相對分子質量為184．在一定條件下，SCl2與氨完全反應生成A和淡黃色單質B及離子化合物X，且X的水溶液pH＜7．將18.4gA隔絕空氣加熱可得到12.8gB和氣體單質C．請回答：
寫出SCl2與氨反應的化學方程式 ．
（2）已知：N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H=+180.5kJmol﹣1
2C（s）+O2（g）=2CO（g）△H=﹣221.0kJmol﹣1
C（s）+O2（g）=CO2（g）△H=﹣393.5kJmol﹣1
（I）汽車燃油不完全燃燒時產生CO，有人設想按下列反應除去CO：2CO（g）=2C（s）+O2（g），簡述該設想能否實現的依據： ．
（II）汽車尾氣轉化器中發生的反應：2NO（g）+2CO（g）N2（g）+2CO2（g）△H= ．
（III）有容積相同的甲、乙兩個密閉容器，甲充入等量的NO和CO氣體，乙充入NO氣體．
以Ag﹣ZSM﹣5為催化劑，分別在不同溫度下同時發生反應，測得相同時間內NO的轉化率，繪得圖象如圖1．

分析圖象回答：曲線②NO轉化率隨溫度升高而增大的原因 ． 在圖2中畫出反應2NO（g）+2CO（g）N2（g）+2CO2（g）在不同溫度下達到平衡時c（N2）的變化趨勢圖 ．
（V）已知常溫下HNO2的電離常數K=4.6×10﹣4 ， 求0.01molL﹣1的HNO2溶液中c（H+）=molL﹣1 ． （ =2.14）

Answer 1

【答案】
（1）6SCl2+16NH3=S4N4+2S+12NH4Cl
（2）不可行，因為△H＞0，△S＜0，在任何情況下都不能自發進行；﹣746.5kJ?mol﹣1；反應沒有達到平衡，溫度越高反應速率越快，轉化率越大；；2.14×10﹣3
【解析】解：（1）因為“SCl2與氨完全反應生成A和淡黃色單質B及離子化合物X，且X的水溶液的pH＜7、A隔絕空氣加強熱可得到 B和氣體單質C”知B是S，A含N、S元素，C是氮氣，X是氯化銨．n（A）= =0.1mol，n（S）= =0.4mol，則A中含N： =0.4mol，故A的分子式為S4N4 ， 所以SCl2與氨反應生成A和淡黃色單質B及離子化合物X，反應方程式：6SCl2+16NH3=S4N4+2S+12NH4Cl，所以答案是：6SCl2+16NH3=S4N4+2S+12NH4Cl；（2）（I）因為C不完全燃燒時產生CO為放熱反應，則2CO（g）=2C（s）+O2（g）△H＞0，又熵變減小的反應，△H＞0，△S＜0，則△H﹣T△S＞0，反應任何溫度下都不能自發進行；所以答案是：不可行，因為△H＞0，△S＜0，在任何情況下都不能自發進行；（II）①N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H=+180.5kJmol﹣1
②2C（s）+O2（g）=2CO（g）△H=﹣221.0kJmol﹣1
③C（s）+O2（g）=CO2（g）△H=﹣393.5kJmol﹣1
根據蓋斯定律③×2﹣①﹣②得2NO（g）+2CO（g）N2（g）+2CO2（g）△H=﹣393.5×2﹣180.5+221.0=﹣746.5kJmol﹣1 ， 所以答案是：﹣746.5kJmol﹣1；（III）根據（3）2NO（g）+2CO（g）N2（g）+2CO2（g）△H=﹣746.5kJmol﹣1 ， 則升高溫度，平衡向逆反應方向移動，所以NO的轉化率應該減小，而曲線②NO轉化率隨溫度升高而增大說明反應沒有達到平衡，溫度越高反應速率越快，轉化率越大；
又2NO（g）+2CO（g）N2（g）+2CO2（g）△H=﹣746.5kJmol﹣1 ， 則升高溫度，平衡向逆反應方向移動，所以溫度越高，平衡時c（N2）越小，則變化趨勢圖為 ，所以答案是：反應沒有達到平衡，溫度越高反應速率越快，轉化率越大； ．（IV）因為HNO2的電離方程式為HNO2H++NO2﹣ ， 又電離常數K=4.6×10﹣4 ， 所以K= = =4.6×10﹣4 ， 解得：c（H+）=2.14×10﹣3molL﹣1 ， 所以答案是：2.14×10﹣3 ．
【考點精析】解答此題的關鍵在于理解反應熱和焓變的相關知識，掌握在化學反應中放出或吸收的熱量，通常叫反應熱，以及對弱電解質在水溶液中的電離平衡的理解，了解當弱電解質分子離解成離子的速率等于結合成分子的速率時，弱電解質的電離就處于電離平衡狀態；電離平衡是化學平衡的一種，同樣具有化學平衡的特征．條件改變時平衡移動的規律符合勒沙特列原理．