Question

【題目】氯氨是氯氣遇到氨氣反應(yīng)生成的一類化合物，是常用的飲用水二級(jí)消毒劑，主要包括一氯胺、二氯胺和三氯胺(NH2C1、NHC12和NC13)，副產(chǎn)物少于其它水消毒劑。

回答下列問題：

(1)①一氯胺(NH2Cl)的電子式為__________。

②工業(yè)上可利用反應(yīng)Cl2(g)+NH3(g)=NH2Cl(l)+HCl(g)制備一氯胺，已知部分化學(xué)鍵的鍵能如下表所示（假設(shè)不同物質(zhì)中同種化學(xué)鍵的鏈能相同），則該反應(yīng)的△H=______________。

化學(xué)鍵	N-H	Cl-Cl	N-Cl	H-Cl
鍵能(kJ/mol)	391.3	243.0	191.2	431.8

③一氯胺是重要的水消毒劑，其原因是由于一氯胺在中性、酸性環(huán)境中會(huì)發(fā)生水解，生成具有強(qiáng)烈殺菌作用的物質(zhì)，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________。

(2)用Cl2和NH3反應(yīng)制備二氯胺的方程式為2Cl2(g)+NH3(g)NHCl2(g)+2HCl(g)，向容積均為1 L的甲、乙兩個(gè)恒溫（反應(yīng)溫度分別為400℃、T℃)容器中分別加入2 mol C12和2 mol NH3，測(cè)得各容器中n(Cl2)隨反應(yīng)時(shí)間t的變化情況如下表所示：

t/min	0	40	80	120	160
n(Cl2)(甲容器)/mol	2.00	1.50	1. 10	0.80	0.80
n(Cl2) (乙容器）/mol	2.00	1.45	1.00	1.00	1.00

①甲容器中，0～40 min內(nèi)用NH3的濃度變化表示的平均反應(yīng)速率v(NH3)=______________。

②該反應(yīng)的△H________0(填“>”或“<”) ，理由是____________________。

③對(duì)該反應(yīng)，下列說法正確的是______________(填選項(xiàng)字母）。

A.若容器內(nèi)氣體密度不變，則表明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)

B.若容器內(nèi)C12和NH3物質(zhì)的量之比不變，則表明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)

C.反應(yīng)達(dá)到平衡后，其他條件不變，在原容器中充入一定量氦氣，Cl2的轉(zhuǎn)化率增大

D.反應(yīng)達(dá)到平衡后，其他條件不變，加入一定量的NHCl2，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)

(3)在恒溫條件下，2molCl2和1molNH3發(fā)生反應(yīng)2Cl2(g)+NH3(g)NHCl2(l)+2HCl(g)，測(cè)得平衡時(shí)Cl2和HCl的物質(zhì)的量濃度與平衡總壓的關(guān)系如圖所示：

①A、B、C三點(diǎn)中Cl2轉(zhuǎn)化率最高的是______點(diǎn)(填“A”“B”或“C”)。

②計(jì)算C點(diǎn)時(shí)該反應(yīng)的壓強(qiáng)平衡常數(shù)Kp(C)=_______(Kp是平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算，分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))

Answer 1

【答案】 +11.3 kJ/mol NH2Cl+H2O═NH3+HClO 6.25×10-8mol·L-1·min-1 < 溫度越高，反應(yīng)速率越快，平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)，其他條件相同時(shí)，T℃時(shí)的反應(yīng)速率比400℃時(shí)的反應(yīng)速率快，且乙容器中平衡時(shí)Cl2的轉(zhuǎn)化率比甲容器中Cl2的轉(zhuǎn)化率小 AB B 0.5MPa

【解析】試題分析：(1)①一氯胺(NH2Cl)是共價(jià)化合物，氮原子分別與氫原子、氯原子成鍵。

②反應(yīng)物的總鍵能-生成物的總鍵能=焓變。

③一氯胺水解，生成具有強(qiáng)烈殺菌作用的物質(zhì)是次氯酸。

(2)①甲容器中，0～40 min內(nèi)n(Cl2)的變化為0.5mol，c(Cl2)的變化為0.5mol/L， c(NH3)變化為0.25mol/L，根據(jù) 計(jì)算v(NH3)。

②乙容器達(dá)到平衡用時(shí)短，反應(yīng)速率快，所以溫度高，平衡時(shí)氯氣的物質(zhì)的量大，說明升高溫度平衡逆向移動(dòng)。

③A.根據(jù) ，NHCl2是液體，m是變量，密度是變量；

B.投料比不等于系數(shù)比，反應(yīng)過程中 C12和NH3物質(zhì)的量之比是變量；

C.在原容器中充入一定量氦氣，反應(yīng)體系的濃度不變，平衡不移動(dòng)；

D. NHCl2是液體，加入NHCl2，平衡不移動(dòng)；

(3)①該反應(yīng) ，增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)；。

②根據(jù)圖像C點(diǎn)時(shí)c(HCl)=c(Cl2),利用“三段式”可計(jì)算該、Cl2、NH3、HCl的物質(zhì)的量比。

解析：(1)①根據(jù)分析，NH2Cl的電子式為。

②根據(jù)反應(yīng)物的總鍵能-生成物的總鍵能=焓變，Cl2(g)+NH3(g)=NH2Cl(g)+HCl(g) △H=243.0+391.3×3-391.3×2-191.2-431.8=+11.3 kJ/mol。

③一氯胺水解，生成具有強(qiáng)烈殺菌作用的物質(zhì)是次氯酸和氨氣，方程式為NH2Cl+H2O═NH3+HClO。

(2)①甲容器中，0～40 min內(nèi)n(Cl2)的變化為0.5mol，c(Cl2)的變化為0.5mol/L， c(NH3)變化為0.25mol/L， v(NH3)= 6.25×10-8mol·L-1·min-1 。

②溫度越高，反應(yīng)速率越快，平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)，其他條件相同時(shí)，T℃時(shí)的反應(yīng)速率比400℃時(shí)的反應(yīng)速率快，且乙容器中平衡時(shí)Cl2的轉(zhuǎn)化率比甲容器中Cl2的轉(zhuǎn)化率小，所以該反應(yīng)△H<0。

③ A、根據(jù) ，NHCl2是液體，m是變量，密度是變量，密度不變一定平衡，故A正確；

B.投料比不等于系數(shù)比，反應(yīng)過程中 C12和NH3物質(zhì)的量之比是變量，C12和NH3物質(zhì)的量之比不變，一定平衡，故B正確；

C.在原容器中充入一定量氦氣，反應(yīng)體系的濃度不變，平衡不移動(dòng)，轉(zhuǎn)化率不變，故C錯(cuò)誤；

D. NHCl2是液體，增加NHCl2，濃度不變，平衡不移動(dòng)，故D錯(cuò)誤。

(3)①該反應(yīng) ，增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，壓強(qiáng)越大Cl2轉(zhuǎn)化率越高，故B點(diǎn)最大；

②根據(jù)圖像C點(diǎn)時(shí)c(HCl)=c(Cl2),設(shè)氨氣的變化量為xmol

2-2x=2x

X=0.5mol，

Kp(C)= 0.5 。