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NH3(g)N2(g)+H2(g)的ΔH=____kJ·mol-1，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.一氯氨、二氯氨和三氯氨(NH2Cl、NHCl2和NCl3)是常用的飲用水二級消毒劑。

（1）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
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“<”），該反應的ΔH___0（填“>”或“<”）。

②該反應自發行的條件是____（填高溫、低溫、任何溫度）。

③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

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

C．反應達平衡后，其他條件不變，加入一定量的NCl3，平衡將向逆反應方向移動

D．反應達到平衡后，其他條件不變，在原容器中按=1繼續充入一定量反應物，達新平衡后Cl2的轉化率增大

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

①NHCl2在中性、酸性環境中會發生強烈水解，生成具有強殺菌作用的物質，寫出該反應的化學方程式____。

②在恒溫條件下，將2molCl2和1molNH3充入某密閉容器中發生上述反應，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”）；B點時反應物轉化率：α(Cl2)___α(NH3)（填“>”“=”或“<”），若B點平衡體積為2L，則平衡常數K=____。

Answer 1

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

【解析】

Ⅰ.焓變=反應物的總鍵能-生成物的總鍵能，據此計算，平衡常數K=，正逆反應的平衡常數互為倒數；

Ⅱ.(1)①溫度越高，反應速率越快；根據數據，在400℃時，甲容器，平衡后0.8mol，乙容器中1.00mol，達到平衡時間短說明反應速率大，乙中剩余氯氣應少，但氯氣增多說明溫度升高影響平衡逆向進行；

②反應自發進行的判斷依據為△H-T△S＜0，結合反應特征分析判斷；

③可逆反應到達平衡時，同種物質的正逆速率相等，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隨反應進行發生變化，該物理量由變化到不再變化說明到達平衡；

(2)①根據元素守恒可推測出具有強烈殺菌作用的物質為HClO，據此寫出反應；

②體系中HCl的濃度越大則Cl2轉化率越大；起始量2molCl2和1molNH3，根據方程式可知Cl2和NH3按照2:1的比例進行反應，所以轉化率始終相同；B點處HCl和Cl2的濃度相同，據此反推各物質的濃度進行平衡常數的計算；

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，對于反應NH3(g)N2(g)+H2(g)的△H=反應物的總鍵能-生成物的總鍵能=3b-c-a，其平衡常數為K=，則N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的平衡常數K1=，故答案為：3b-c-a；；

Ⅱ.(1)①溫度越高，反應速率越快，平衡向吸熱反應方向移動，其他條件相同時，T℃時的反應速率比400℃時的反應速率快，則T℃＞400℃；根據數據，在400℃時，甲容器，平衡后0.8mol，乙容器中1.00mol，達到平衡時間短說明反應速率大，乙中剩余氯氣應少，但氯氣增多說明溫度升高影響平衡逆向進行，△H＜0，故答案為：>；<；

②3Cl2(g)+NH3(g)NCl3(l)+3HCl(g)，反應的△S＜0，△H＜0，滿足△H-T△S＜0，需要低溫下，反應能自發進行，故答案為：低溫；

③A．NCl3(l)為液體，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，故A正確；
B．起始量2molCl2和2molNH3，根據方程式可知反應過程中Cl2和NH3按照3:1的比例進行反應，所以容器內的Cl2和NH3物質的量之比不可能為3：1，故B錯誤；
Cspan>．反應達到平衡后，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，故C錯誤；
D．反應達到平衡后，其他條件不變，在原容器中按=1繼續充入一定量反應物，壓強增大，平衡正向進行，Cl2的轉化率增大，故D正確；
故答案為：AD。

(2)①根據元素守恒可推測出具有強烈殺菌作用的物質為HClO，所以二氯胺與水反應方程式為：NHCl2+2H2O=2HClO+2NH3；

②容器為密閉容器，據圖可知C點處HCl的濃度最大，體系中HCl的濃度越大則Cl2轉化率越大，所以C點Cl2轉化率最高；起始量2molCl2和1molNH3，根據方程式可知Cl2和NH3按照2:1的比例進行反應，所以轉化率始終相同；B點處HCl和Cl2的濃度相同，設平衡時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c(HCl)=0.5mol/L，c(Cl2)=0.5mol/L，c(NH3)=0.25mol/L，平衡常數K=，故答案為：C；=；4；