Question

【題目】氨是一種重要的化工原料，可以用來制備氮化硅(Si3N4)肼(N2H4)、氫氰酸(HCN)。

(1)已知：Si(s)+2Cl2(g)====SiCl4(g) △H1=akJ·mol－1

N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H2=bkJ·mol－1

3Si(s)+2N2(g)====Si3N4(s) △H3=ckJ·mol－1

H2(g)+Cl2(g)====2HCl(g) △H4=dkJ·mol－1

則反應3SiCl4(g)+4NH3(g)====Si3N4(s)+12HCl(g)的△H=________________kJ·mol－1(用a、b、c、d表示)。

(2)肼的制備方法是用次氯酸鈉氧化過量的氨。

已知ClO－水解的方程式為：ClO－+H2 O=HClO+OH－。常溫下，該水解反應的平衡常數(shù)為K=1.0×10－6mol·L－1，則1.0mol· L －1NaCIO溶液的pH=________。

(3)工業(yè)上利用氨氣生產(chǎn)氫氰酸(HCN)的反應為：CH4(g)+NH3(g) HCN(g)+3H2 (g) △H>O

①其他條件一定，達到平衡時NH3轉(zhuǎn)化率隨外界條件X變化的關(guān)系如圖所示。X代表的是________(填“溫度”或“壓強”)。

②其他條件一定，向2L密閉容器中加人 n mol CH4和2 mol NH3，平衡時NH3體積分數(shù)隨n變化的關(guān)系如圖所示。若反應從開始到a點所用時間為10min，該時間段內(nèi)用CH4的濃度變化表示的反應速率為________mol·L－1·min－1；平衡常數(shù)：K(a) ________K(b)(填“>”“=”或“<”)

③工業(yè)上用電解法處理含氰電鍍廢水(pH=10)的裝置如圖所示。

陽極產(chǎn)生的氯氣與堿性溶液反應生成ClO-，ClO－將CN－氧化的離子方程式為：_____CN－+ _____ClO－+ ________====_____CO32－+_____N2↑+________+________若電解處理2 mol CN－，則陰極產(chǎn)生氣體的體積(標準狀況下)為________L。

Answer 1

【答案】c+6d-3a-2b 11 壓強 0.025 = 2 5 20H- 2 l 5 Cl- H2O 112

【解析】

運用蓋斯定律計算反應熱；依據(jù)勒夏特列原理分析平衡的移動方向；根據(jù)得失電子數(shù)目守恒規(guī)律配平氧化還原反應。

(1) 已知：Si(s)+2Cl2(g)====SiCl4(g) △H1=akJ·mol－1 ①

N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H2=bkJ·mol－1 ②

3Si(s)+2N2(g)====Si3N4(s) △H3=ckJ·mol－1 ③

H2(g)+Cl2(g)====2HCl(g) △H4=dkJ·mol－1 ④

根據(jù)蓋斯定律，③+6 ④-3①-2②得3SiCl4(g)+4NH3(g)====Si3N4(s)+12HCl(g)，△H=△H3+6△H4-3△H1-2△H2= c+6d-3a-2b kJ·mol－1，

故答案為：c+6d-3a-2b；

(2) 1.0mol· L －1NaCIO溶液中，c(ClO－)= 1.0mol· L －1，已知ClO－+H2 O=HClO+OH－，該水解反應的平衡常數(shù)為K=c(HClO) c(OH－)/ c(ClO－)= c2(OH－)=1.0×10－6mol·L－1，c(OH－)= 1.0×10－3mol·L－1，則c(H+)=10-14/10-3=10-11，pH=11，

故答案為：11；

(3) ①根據(jù)圖示，X越大轉(zhuǎn)化率越小，平衡逆向移動，該反應為吸熱，溫度升高平衡正向移動，增大壓強，平衡逆向移動，

故答案為：壓強；

②設 10min時，反應的氨氣的物質(zhì)的量為x

CH4(g)+NH3(g) HCN(g)+3H2 (g)

開始（mol） 2 2 0 0

反應（mol） x x x 3x

a點（mol） 2-x 2-x x 3x

則(2-x)/2-x+x+3x=30%，x=0.5，v(CH4)=(0.5mol/2L)/10min=0.025 mol·L－1·min－1；平衡常數(shù)只和溫度有關(guān)，所以K(a)=K(b)，

故答案為：0.025，=；

③由題干知，0H-參加反應，ClO－被還原成Cl-同時產(chǎn)物中還有水生成，再根據(jù)轉(zhuǎn)移電子數(shù)相等及原子守恒規(guī)律配平得：

2 CN－+5ClO－+20H-====2CO32－+N2↑+5Cl- +H2O；根據(jù)反應方程式得，處理2mol CN－消耗5mol ClO－，消耗5molCl2，所以陰極生成5mol氫氣，則V（H2）=22.4mol/L5mol=112L，

故答案為：2，5，20H-，2，1，5 Cl-，H2O；112。