Question

【题目】氮和氮的化合物在国防建设、工农业生产和生活中都有极其广泛的用途。请回答下列与氮元素有关的问题：

(1)NaCN广泛用于电镀工业上，实验测得浓度相同的NaCN溶液和NaHCO3溶液，前者的pH大，则酸性：HCN___________H2CO3(填“强于”或“弱于”)。

(2)亚硝酰氯(结构式为Cl－N=O)是有机合成中的重要试剂。它可由C12和NO在通常条件下反应制得，反应方程式为：2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g)。已知几种化学键的键能数据如下表：

当Cl2与NO反应生成ClNO的过程中转移了5mol电子，理论上热量变化为___________kJ。

(3)在一个恒容密闭容器中充入2 mol NO(g)和1molCl2(g)发生(2)中反应，在温度分别为T1、T2时测得NO的物质的量(单位：mol)与时间的关系如下表所示：

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

②若容器容积为1L，温度为T1℃时，反应开始到5min时，C12的平均反应速率为_______。

③温度为T2℃时，在相同容器中，充入1 molNO(g)和0.5mo1Cl2(g)，则NO的平衡转化率___________50%(填“大于”、“等于”或“小于”)

④温度为T2℃时，起始时容器内的压强为p0，则该反应的平衡常数Kp=___________(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。

(4)近年来，地下水中的氮污染已成为一个世界性的环境问题。在金属Pt、Cu和铱(Ir)的催化作用下，密闭容器中的H2可高效转化酸性溶液中的硝态氮(NO3－)，其工作原理如图所示：

①Ir表面发生反应的方程式为___________。

②若导电基体上的Pt颗粒增多，造成的结果是___________。

Answer 1

【答案】弱于 277.5 ＜ 因为该反应的正反应为放热反应，温度越高，达平衡时的转化率越低（或温度越高，反应速率快，在达到平衡前，单位时间内消耗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)强碱弱酸盐，越弱水解程度越大；

（2）根据焓变=反应物总键能－生成物总键能计算2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g)反应的焓变，转移5mol电子消耗2.5mol氯气。

（3）①温度越高，反应速率越大，单位时间内消耗NO的量越多；

②根据计算5min内Cl2的反应速率；

③减小压强，平衡逆向移动；

④利用“三段式”计算Kp；

(4) ①根据图示，氢气、N2O在Ir表面生成氮气和水；

②Pt颗粒增多，更多的NO3－被还原为NH4+,不利于降低溶液中的含氮量。

（1）实验测得浓度相同的两溶液中，NaCN溶液的pH较大，则CN－水解程度比HCO3－大，则HCN的酸性弱于H2CO3。

（2）1mol Cl2参与反应发生焓变为243＋2×630－2×(200＋607)＝－111kJ，此时转移2mol电子，则有5mol电子转移时，热量变化为277.5kJ。

（3）①温度越高，反应速率越大，单位时间内消耗NO的量越多，所以T1＜T2。

②T1℃，5min内NO的物质的量0.5mol,Cl2的物质的量的变化为0.25mol，反应速率为 0.05mol/(L·min)。

③在相同容器中，充入1mol NO和0.5mol Cl2，容器中压强减小，反应向逆反应方向进行，NO转化率减小，小于50%。

④起始物质的量为3mol，压强为p0，反应后各物质变化为：

2NO ＋ Cl2 ＝ 2ClNO

起始物质的量 2 1 0

变化量 1 0.5 1

达平衡物质的量 1 0.5 1

同温同体积条件下，气体的压强之比等于其物质的量之比，则反应后压强为，则。

（4）①氢气、N2O在Ir表面生成氮气和水，Ir表面发生的反应为H2＋N2O＝H2O＋N2；

②读图可知，若Pt颗粒增多，则NO3－更多转化为NH4＋存在于溶液中，不利于降低溶液中的含氮量。