Question

【题目】氮和碳的化合物在生产生活中应用广泛。

（1）①氯胺（NH2Cl）的电子式为_______________。

②NH2Cl与水反应生成强氧化性的物质，可作长效缓释消毒剂，该反应的化学方程式为__________________。

（2）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的变化情况如下表所示：

t/min	0	40	80	120	160
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。

②乙容器在200min达到平衡状态，则0～200min内用NO的浓度变化表示的平均反应速率v(NO)=___________。

（3）用焦炭还原NO2的反应为：2NO2(g)+2C(s)N2(g)+2CO2(g)，在恒温条件下，1mol NO2和足量C发生该反应，测得平衡时NO2和CO2的物质的量浓度与平衡总压的关系如下图所示：

①A、B两点的浓度平衡常数关系：Kc（A）_____Kc（B）（填“＜”或“＞”或“=”）。

②A、B、C三点中NO2的转化率最高的是__________（填“A”或“B”或“C”）点。

③计算C点时该反应的压强平衡常数Kp（C）=________（Kp是用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数）。

（4）最新研究发现，用隔膜电解法可以处理高浓度乙醛废水。原理：使用惰性电极电解，乙醛分别在阴、阳极转化为乙醇和乙酸，总反应为：2CH3CHO+H2OCH3CH2OH+CH3COOH。实验室中，以一定浓度的乙醛-Na2SO4溶液为电解质溶液，模拟乙醛废水的处理过程，其装置示意图如下图所示：

①试写出电解过程中，阴极的电极反应式：_________________________。

②在实际处理过程中，当电路中I=50A时，10min处理乙醛8.8g，则电流效率为__（计算结果保留3位有效数字，每个电子的电量为1.6×10-19C，电流效率=实际反应所需电量/电路中通过电量×100%）。

Answer 1

【答案】 NH2Cl+H2ONH3+HClO 放热 0.003molL﹣1min﹣1 = A 2MPa CH3CHO+2e-+2H+=CH3CH2OH 64.2%±0.1%

【解析】

根据化学键的类型书写电子式；根据图表数据及运用三段式法进行相关计算；根据电解原理分析解答并进行相关计算。

(1)①氯胺(NH2Cl)为共价化合物，电子式为；

②NH2Cl与水反应生成强氧化性的物质，可作长效缓释消毒剂，该反应的化学方程式为NH2Cl+H2ONH3+HClO，故答案为：；NH2Cl+H2ONH3+HClO；

(2)①根据比较甲容器和丙容器中的数据，丙容器中先达到平衡，则说明丙容器中温度高，平衡时丙容器中NO的物质的量高于甲容器，说明温度升高平衡向逆方向移动，所以该反应是放热反应；

②根据2NO(g)+C(s)N2(g)+CO2(g)，前后气体体积不变，相同温度下，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，即为0.4mol，则0200min内用NO的浓度变化表示的平均反应速率v(NO)==0.003molL﹣1min﹣1，故答案为：放热；0.003molL﹣1min﹣1；

(3)①A、B两点的温度相同，平衡常数只与温度有关，故浓度平衡常数关系：Kc(A)=Kc(B)，故答案为：=；

②2NO2(g)+2C(s)N2(g)+2CO2(g)，增大压强平衡逆向移动，故A、B、C三点中NO2的转化率最高的是A点，故答案为：A；

③设生成二氧化碳2xmol，列三段式：

2NO2(g)+2C(s)N2(g)+2CO2(g)

起始物质的量（mol） 1 0 0

转化物质的量（mol） 2x x 2x

平衡物质的量（mol） 1－2x x 2x

C点时NO2和CO2浓度相等，则1－2x=2x，解得：x=0.25，因C点时NO2和CO2浓度相等，则NO2和CO2的分压也相等，即Kp(NO2)=Kp(CO2)，Kp(C)=(Kp2(CO2)Kp(N2))/Kp2(NO2)=Kp(N2)=10MPa×0.25/(0.5+0.25+0.5)=2MPa，故答案为：2MPa。

(4)①阴极发生得到电子的还原反应，即乙醛得电子转化为乙醇，因此阴极的电极反应式为：CH3CHO+2e-+2H+＝CH3CH2OH；

②8.8g乙醛是0.2mol，实际转移0.2mol电子。当电路中I=50A时，经过10min时通过电子的物质的量是≈0.3115mol，因此电流效率为×100%≈64.2%，故答案为：CH3CHO+2e-+2H+＝CH3CH2OH；64.2%±0.1%；