Question

【题目】氮及其化合物是科学家们一直在探究的问题，它们在工农业生产和生命活动中起着重要的作用。回答下列问题。

Ⅰ.已知H—H键的键能为436kJ·mol-1，N—H键的健能为391kJ·mol-1，NN键的键能是945.6 kJ·mol-1，则反应NH3(g)N2(g)+H2(g)的ΔH=______，若在某温度下其平衡常数为K，则N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)的平衡常数K1=___________（用K表示）

Ⅱ.氯氨是氯气遇到氨气反应生成的一类化合物，是常用的饮用水二级消毒剂，主要包括一氯氨、二氯氨和三氯氨(NH2Cl、NHCl2和NCl3)，副产物少于其它水消毒剂。

（1）工业上可利用反应2Cl2(g)+NH3(g)NHCl2 (l)+2HCl(g)制备二氯胺。

①二氯氨在中性、酸性环境中会发生强烈水解，生成具有强杀菌作用的物质，写出具有强杀菌作用的物质的电子式_______________________。

②在恒温条件下，将2molCl2和1molNH3充入某密闭容器中发生上述反应，测得平衡时Cl2和HCl的物质的量浓度与平衡总压的关系如图所示。则A、B、C三点中Cl2转化率最高的是________点（ 填“A” “B”或“C”）；计算C点时该反应的压强平衡常数Kp(C)=_____________（Kp是平衡分压代替平衡浓度计算，分压= 总压×物质的量分数。）

（2）用Cl2和NH3反应制备三氯胺的方程式为3Cl2(g)+NH3(g)NCl3(l)+3HCl(g)，向容积均为1L的甲、乙两个恒温（反应温度分别为400℃、T℃）容器中分别加入2molCl2和2molNH3，测得各容器中n(Cl2)随反应时间t的变化情况如下表所示：

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

①T℃__________400℃（填“>”或“<”）。

②该反应的ΔH__________0（填“>”或“<”）。

③该反应自发进行的条件是__________（填高温、低温、任何温度）。

④对该反应，下列说法正确的是_________（填选项字母）。

A.若容器内气体密度不变，则表明反应达到平衡状态

B.若容器内Cl2和NH3物质的量之比为3∶1，则表明反应达到平衡状态

C.反应达到平衡后，其他条件不变，在原容器中按=继续充入一定量反应物，达新平衡后Cl2的转化率增大

D.反应达到平衡后，其他条件不变，加入一定量的NC13，平衡将向逆反应方向移动

Answer 1

【答案】+46.2 kJ·mol－1 B 0.5MPa > < 低温 AC

【解析】

Ⅰ.已知H—H键的键能为436kJ·mol-1，N—H键的健能为391kJ·mol-1，NN键的键能是945.6 kJ·mol-1，则反应NH3(g)N2(g)+H2(g)的ΔH=3×391kJ/mol -945.6 kJ/mol- 436kJ/mol=+46.2 kJ/mol；NH3(g)N2(g)+H2(g)的平衡常数为K=，N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)的平衡常数K1===；Ⅱ.（1）①二氯氨在中性、酸性环境中会发生强烈水解，生成具有强杀菌作用的物质是次氯酸，其电子式为；②A、B、C三点中达到平衡状态后B点HCl浓度最大，所以Cl2转化率最大，故转化率最高的是B点；制备二氯胺的反应为2Cl2(g)+NH3(g) NHCl2 (l)+2HCl(g)，在恒温条件下，1 mol Cl2和足量NH3发生反应在C点时，Cl2和HCl的物质的量浓度相等，可知此时反应体系中c(Cl2)=1mol，c(HCl)=1mol，c(NH3)=0.5mol，则三种物质的分压分别为：P(Cl2)= P(HCl)=10MPa×=4MPa，P(NH3)=2MPa，C点时该反应的压强平衡常数Kp(C)= =0.5MPa；（2）①依据表中数据可知，该反应在T℃时反应速率快，达到平衡状态时n(Cl2) 增大，则T＞400；②随着温度升高，平衡向逆反应方向移动，说明该反应为放热反应，span>ΔH<0；③该反应能自发进行，则必须ΔG=ΔH-TΔS<0，因反应为气体体积缩小的放热反应，故为熵减的反应，ΔG=ΔH-TΔS<0，必须在低温条件下；④A．反应前后气体质量变化，气体体积不变，若容器内气体密度不变，则表明反应达到平衡状态，选项A正确；B．向容积均为1L的甲、乙两个恒温（反应温度分别为400℃、T℃）容器中分别加入2mol C12和2mol NH3，反应进行后，容器内无法达到Cl2和NH3物质的量之比为3∶1，选项B错误；C.反应达到平衡后，其他条件不变，在原容器中按=继续充入一定量反应物，恒容条件按比例增加反应物，相当于增大压强，平衡向气体体积缩小的正反应方向移动，则达新平衡后Cl2的转化率增大，选项C正确；D.反应达到平衡后，其他条件不变，加入一定量的NC13，浓度不变，平衡不移动，选项D错误。答案选AC。