Question

【题目】氮的化合物在生产生活中广泛存在。

（1）氯胺（NH2Cl）的电子式为___。可通过反应NH3(g)+Cl2(g)=NH2Cl(g)+HCl(g)制备氯胺，已知部分化学键的键能如表所示（假定不同物质中同种化学键的键能一样），则上述反应的ΔH=___。

化学键	N-H	Cl-Cl	N-Cl	H-Cl
键能/(kJ·mol-1)	391	243	191	431

（2）液氨中存在电离平衡2NH3(l)NH+NH，用Pt电极对液氨进行电解也可产生H2和N2。阴极的电极反应式是___。

（3）用焦炭还原NO的反应为：2NO(g)+C(s)N2(g)+CO2(g)，向容积均为1L的甲、乙、丙三个恒容恒温（反应温度分别为400℃、400℃、T℃）容器中分别加入足量的焦炭和一定量的NO，测得各容器中n(NO)随反应时间t的变化情况如表所示：

t/min	0	20	40	60	80
n(NO)（甲容器）/mol	2.00	1.50	1.10	0.80	0.80
n(NO)（乙容器）/mol	1.00	0.80	0.65	0.53	0.45
n(NO)（丙容器）/mol	2.00	1.45	1.00	1.00	1.00

①该反应为___（填“放热”或“吸热”）反应，理由是___；

②下列选项中可以说明容器乙已经达到平衡状态的是___（填序号）

A.容器内压强不变

B.容器内气体的密度不变

C.2υ正(NO)=υ逆(N2)

D.混合气体的平均摩尔质量不变

③乙容器在100min达到平衡状态，则0～100min内用NO的浓度变化表示的平均反应速率υ(NO)=___，平衡常数K(400℃)=___。

Answer 1

【答案】 +12 kJmol-1 2NH3+2e-=H2↑+2或2NH4++2e-=H2↑+2NH3 放热 丙容器与甲容器投入量相同，达到平衡所用时间较短，说明丙容器温度较高，即T>400℃，丙容器平衡时NO的浓度比甲容器高，说明温度升高平衡逆向移动，逆反应为吸热反应，则正反应为放热反应 BD 0.006 molL-1min-1

【解析】

(1)根据NH2Cl是共价化合物写出其电子式，由△H=反应物的键能之和-生成物的键能之和计算反应热；

(2)根据阴极得电子发生还原反应写出电极反应；

(3)根据甲和丙投料一样，达到平衡时间不一样，判断温度高低，由平衡时c(NO)的浓度判断平衡移动方向，进而判断该反应的热效应；根据化学反应2NO(g)+C(s)N2(g)+CO2(g)，判断平衡标志；根据甲和乙是等效平衡，由化学平衡计算的“三段式”求出反应速率和平衡常数。

（1）氯胺可看作是氨气分子上一个氢原子被氯原子取代的结构，为共价化合物，则氯胺的电子式为：；NH3(g)+Cl2(g)=NH2Cl(g)+HCl(g)，△H=反应物的键能之和-生成物的键能之和=（3×391+243）kJmol-1-（2×391+191+431）kJmol-1=+12 kJmol-1；答案为，+12 kJmol-1。

（2）电解时阴极发生得电子的还原反应，在阴极液氨得电子生成氢气和，或铵根离子得电子生成氢气和NH3，则电极方程式为：2NH3+2e-=H2↑+2或2NH4++2e-=H2↑+2NH3；答案为2NH3+2e-=H2↑+2-或2NH4++2e-=H2↑+2NH3。

（3））①丙容器与甲容器投入量相同，达到平衡所用时间较短，说明丙容器温度较高，即T>400℃，丙容器平衡时NO的浓度比甲容器高，说明温度升高平衡逆向移动，逆反应为吸热反应，则正反应为放热反应；答案为放热，丙容器与甲容器投入量相同，达到平衡所用时间较短，说明丙容器温度较高，即T>400℃，丙容器平衡时NO的浓度比甲容器高，说明温度升高平衡逆向移动，逆反应为吸热反应，则正反应为放热反应。

②根据化学反应2NO(g)+C(s)N2(g)+CO2(g)，

A．由于此反应左右两边气体系数相等，因而压强始终不变，容器内压强不变不能判断反应是否平衡，故A不选；

B．由于反应物C为固体，气体的总质量是一个变量，气体的总体积是一个定值，容器内气体的密度是一个变值，容器内气体的密度不变能说明化学反应达到平衡状态，故B选；

C．2υ正(NO)=υ逆(N2)时，正、逆反应速率不相等，反应没有达到平衡状态，故C不选；

D．由于反应物C为固体，气体的总质量是一个变量，气体的总物质的量是一个定值，混合气体的平均摩尔质量是一个变值，平均摩尔质量不变能说明化学反应达到平衡状态，故D选；

答案为BD。

③乙容器中起始加入NO物质的量为甲容器中的一半，根据2NO(g)+C(s)N2(g)+CO2(g)，反应前后气体体积不变，恒温恒容下，甲与乙为等效平衡，故乙平衡时NO的物质的量为甲平衡时的一半，为0.4mol，则0～100min内用NO的浓度变化表示的平均反应速率υ(NO)= =0.006 molL-1min-1；甲与乙为等效平衡，故乙平衡时NO的物质的量为甲平衡时的一半，为0.4mol，容器体积为1L，平衡时c(NO)=0.4mol/L，

在400℃时平衡常数K= = = ；答案为0.006 molL-1min-1，。