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.（1）已知氮氧化物轉化過程中的能量變化如圖(圖中表示生成2 moI NO2的能量變化)。1 moI NO氧化為NO2的焓變△H=___________kJ/mol。

（2）某溫度下，反應的平衡常數如下：

a.2NO2(g)N2(g)+2O2(g) K=6.7×1016

b.2NO(g)N2(g)+O2(g) K=2.2×1030

分解反應趨勢較大的反應是___________(填“a”或“b”)；反應2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的K=___________。

（3）已知反應2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的正反應速率v正=k1cm(NO)cn(O2)，其中k為速率常數，該反應的歷程為：

第一步：NO+NO=N2O2 快速平衡

第二步：N2O2+O22NO2 慢反應

其中可近似認為第二步反應不影響第一步的平衡，第一步反應中：v(正)=k1c2(NO)，ν(逆)=k－1c(N2O2)。下列敘述正確的是___________(填字母)。

A.第一步反應的平衡常數K=

B.v(第一步的正反應)<v(第二步的反應)

C.第二步的活化能比第一步的活化能高

D.第二步中N2O2與O2的碰撞100%有效

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。工業上可利用反應2C12(g)+NH3(g)NHCl2(l)+HCl(g)制備二氯胺。

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

（2）在恒溫條件下，將2 mol Cl2和1 moI NH3充入某密閉容器中發生上述反應，測得平衡時Cl2和HC1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。)

Answer 1

【答案】－56 b 3.3×1013 AC B 0.5 MPa－1

【解析】

I. (1 )由圖結合蓋斯定律計算出生成1molNO放出的熱量；

(2 )平衡常數越大，反應的向正反應方向進行的程度越大；

反應b-a得2NO(g)+O2(g)= 2NO2(g) , K=；

(3)A、根據平衡常數的定義分析；

B、v(第一步的正反應)是快反應；

C、第二步的反應難,活化能高；

D、第二步中N2O2與O2的有效碰撞率小，反應難；

II.（1）二氯胺是重要的水消毒劑，其原因是由于二氯胺在中性、酸性環境中會發生水解生成的次氯酸具有強氧化性；

（2）①反應前后氣體體積減小，生成氯化氫越多，氯氣轉化率越大；

②C點HCl和Cl2濃度相同，結合三行計算列式得到平衡狀態下物質的物質的量，分壓=總壓×物質的量分數，Kp是平衡分壓代替平衡濃度計算。

I. (1 )圖中表示生成2 mol NO2的能量変化，①N2(g)+ 2O2(g) =2NO2(g) △H=+68kJ/mol;

②N2(g)+O2(g) =2NO(g) △H=+180 kJ/mol;由蓋斯定律,①-②得2NO(g) + O2(g)= 2NO2(g) △H=-112 kJ/mol，兩邊同除以2得: NO(g) + O2(g) = NO2(g) △H= -56 kJ/mol；

(2 )平衡常數越大,反應的向正反應方向進行的程度越大，b.2NO(g)N2(g)+O2(g) 平衡常數K=2.2×1030大 ,故選b ；

由反應（b-a）可得2NO(g)+O2(g) = 2NO2(g) , 故K==3.3×1013；

(3)A、第一步反應的平衡常數K=(N2O2)/c2(NO),平衡時v(正)=v(逆)=k1c2(NO)=k-1c(N2O2) ,得c(N2O2)/c2(NO)=k1k-1 , K=c(N2O2)/c2(NO)==k1/k-1 ,選項A正確；

B、v(第一步的正反應)是快反應, v(第二步的反應)是慢反應, v(第一步的正反應)>v(第二步的反應) ，選項B錯誤；

C、第二步的反應難,活化能高，第二步的活化能比第一 步的活化能高，選項C正確；

D、第二步是慢反應，說明N2O2與O2的有效碰撞的幾率較小，不可能達到100%，選項D錯誤。

答案選AC；

II.（1）二氯胺是重要的水消毒劑，其原因是由于二氯胺在中性、酸性環境中會發生水解生成的次氯酸具有強氧化性，次氯酸的電子式為；

（3）①2Cl2（g）+NH3（g）NHCl2（l）+2HCl（g），反應前后氣體體積減小，氣體壓強減小，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，三點中B點HCl最多，則B點氯氣轉化率最大，

故答案為：B；

②設反應氨氣物質的量x，

2Cl2（g）+NH3（g）NHCl2（l）+2HCl（g），

起始量（mol） 2 1 0 0

變化量（mol） 2x x x 2x

平衡量（mol）2-2x 1-x x 2x

2-2x=2x，得x=0.5mol，

總物質的量=3-3x+2x=3-x=2.5mol，總壓強為10MPa

平衡分壓代替平衡濃度計算C點時該反應的壓強平衡常數Kp（C）===0.5MPa－1。