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.（1）已知氮氧化物转化过程中的能量变化如图(图中表示生成2 moI NO2的能量变化)。1 moI NO氧化为NO2的焓变△H=___________kJ/mol。

（2）某温度下，反应的平衡常数如下：

a.2NO2(g)N2(g)+2O2(g) K=6.7×1016

b.2NO(g)N2(g)+O2(g) K=2.2×1030

分解反应趋势较大的反应是___________(填“a”或“b”)；反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的K=___________。

（3）已知反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的正反应速率v正=k1cm(NO)cn(O2)，其中k为速率常数，该反应的历程为：

第一步：NO+NO=N2O2 快速平衡

第二步：N2O2+O22NO2 慢反应

其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡，第一步反应中：v(正)=k1c2(NO)，ν(逆)=k－1c(N2O2)。下列叙述正确的是___________(填字母)。

A.第一步反应的平衡常数K=

B.v(第一步的正反应)<v(第二步的反应)

C.第二步的活化能比第一步的活化能高

D.第二步中N2O2与O2的碰撞100%有效

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。工业上可利用反应2C12(g)+NH3(g)NHCl2(l)+HCl(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2 mol Cl2和1 moI NH3充入某密闭容器中发生上述反应，测得平衡时Cl2和HC1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。)

Answer 1

【答案】－56 b 3.3×1013 AC B 0.5 MPa－1

【解析】

I. (1 )由图结合盖斯定律计算出生成1molNO放出的热量；

(2 )平衡常数越大，反应的向正反应方向进行的程度越大；

反应b-a得2NO(g)+O2(g)= 2NO2(g) , K=；

(3)A、根据平衡常数的定义分析；

B、v(第一步的正反应)是快反应；

C、第二步的反应难,活化能高；

D、第二步中N2O2与O2的有效碰撞率小，反应难；

II.（1）二氯胺是重要的水消毒剂，其原因是由于二氯胺在中性、酸性环境中会发生水解生成的次氯酸具有强氧化性；

（2）①反应前后气体体积减小，生成氯化氢越多，氯气转化率越大；

②C点HCl和Cl2浓度相同，结合三行计算列式得到平衡状态下物质的物质的量，分压=总压×物质的量分数，Kp是平衡分压代替平衡浓度计算。

I. (1 )图中表示生成2 mol NO2的能量変化，①N2(g)+ 2O2(g) =2NO2(g) △H=+68kJ/mol;

②N2(g)+O2(g) =2NO(g) △H=+180 kJ/mol;由盖斯定律,①-②得2NO(g) + O2(g)= 2NO2(g) △H=-112 kJ/mol，两边同除以2得: NO(g) + O2(g) = NO2(g) △H= -56 kJ/mol；

(2 )平衡常数越大,反应的向正反应方向进行的程度越大，b.2NO(g)N2(g)+O2(g) 平衡常数K=2.2×1030大 ,故选b ；

由反应（b-a）可得2NO(g)+O2(g) = 2NO2(g) , 故K==3.3×1013；

(3)A、第一步反应的平衡常数K=(N2O2)/c2(NO),平衡时v(正)=v(逆)=k1c2(NO)=k-1c(N2O2) ,得c(N2O2)/c2(NO)=k1k-1 , K=c(N2O2)/c2(NO)==k1/k-1 ,选项A正确；

B、v(第一步的正反应)是快反应, v(第二步的反应)是慢反应, v(第一步的正反应)>v(第二步的反应) ，选项B错误；

C、第二步的反应难,活化能高，第二步的活化能比第一 步的活化能高，选项C正确；

D、第二步是慢反应，说明N2O2与O2的有效碰撞的几率较小，不可能达到100%，选项D错误。

答案选AC；

II.（1）二氯胺是重要的水消毒剂，其原因是由于二氯胺在中性、酸性环境中会发生水解生成的次氯酸具有强氧化性，次氯酸的电子式为；

（3）①2Cl2（g）+NH3（g）NHCl2（l）+2HCl（g），反应前后气体体积减小，气体压强减小，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，三点中B点HCl最多，则B点氯气转化率最大，

故答案为：B；

②设反应氨气物质的量x，

2Cl2（g）+NH3（g）NHCl2（l）+2HCl（g），

起始量（mol） 2 1 0 0

变化量（mol） 2x x x 2x

平衡量（mol）2-2x 1-x x 2x

2-2x=2x，得x=0.5mol，

总物质的量=3-3x+2x=3-x=2.5mol，总压强为10MPa

平衡分压代替平衡浓度计算C点时该反应的压强平衡常数Kp（C）===0.5MPa－1。