Question

12．氮和碳的化合物與人類(lèi)生產(chǎn)、生活密切相關(guān)．
（1）“氯胺（NH₂Cl）消毒法”是在用液氯處理自來(lái)水的同時(shí)通入少量氨氣，發(fā)生反應(yīng)：Cl₂+NH₃═NH₂Cl+HCl，生成的NH₂Cl能部分水解生成強(qiáng)氧化性的物質(zhì)，起消毒殺菌的作用．
①氯胺能用于消毒殺菌的原因是NH₂Cl+H₂O?NH₃+HClO（用化學(xué)方程式表示）．
②經(jīng)氯胺消毒法處理后的水中，氮元素多以NH₄⁺ 的形式存在．已知：
NH₄⁺（aq）+1.5O₂（g）═NO₂^-（aq）+2H⁺（aq）+H₂O （l）+273kJ
NH₄⁺（aq）+2O₂（g）═NO₃^-（aq）+2H⁺（aq）+H₂O （l）+346kJ
NO₂^-（aq）被O₂氧化成NO₃^-（aq）的熱化學(xué)方程式為2NO₂^-（aq）+O₂（g）═2NO₃^-（aq）△H=-146kJ•mol^-1．
（2）利用電解原理可將NO還原為N₂，裝置見(jiàn)圖1，高質(zhì)子導(dǎo)電性的SCY陶瓷（能傳遞H⁺）為介質(zhì)，金屬鈀薄膜做電極．

鈀電極A為陰極，電極反應(yīng)式為2NO+4H⁺+4e^-=N₂ +2H₂O．
（3）一氧化碳可將金屬氧化物還原為金屬單質(zhì)和二氧化碳．四種金屬氧化物（Cr₂O₃、SnO₂、PbO₂、Cu₂O）被一氧化碳還原時(shí)，lgc（CO₂）c（CO）與溫度（t）的關(guān)系曲線(xiàn)圖如圖2．
①700℃時(shí)，其中最難被還原的金屬氧化物是Cr₂O₃（填化學(xué)式）；
②700℃一氧化碳還原①中金屬氧化物的反應(yīng)方程式系數(shù)為最簡(jiǎn)整數(shù)比，該反應(yīng)的平衡常數(shù)（K）數(shù)值等于10^-12．
（4）一氧化碳可以將粗鎳轉(zhuǎn)化為純度達(dá)99.9%的高純鎳，反應(yīng)原理是：
Ni（s）+4CO（g）$?_{10-30℃}^{50-80℃}$Ni（CO）₄（g）．下列敘述中正確的是C．（填序號(hào)）
A．正反應(yīng)的△S＜0，△H＜0   B．升溫、加壓有利于高純鎳的生成 C．該工藝中CO可以循環(huán)利用．

Answer 1

分析 （1）①NH₂Cl能部分水解生成HClO和氨氣，次氯酸具有強(qiáng)的氧化性；
②①NH₄⁺（aq）+1.5O₂（g）═NO₂^-（aq）+2H⁺（aq）+H₂O（l）△H=-273kJ•mol^-1
②NH₄⁺（aq）+2O₂（g）═NO₃^-（aq）+2H⁺（aq）+H₂O（l）△H=-346kJ•mol^-1；
②×2-①×2得：2NO₂^-（aq）+O₂（g）═2NO₃^-（aq），依據(jù)蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)熱，書(shū)寫(xiě)熱化學(xué)方程式；
（2）根據(jù)在鈀電極A的反應(yīng)物和生成物，可知發(fā)生還原反應(yīng)，利用守恒配平即得電極反應(yīng)式；
（3）700℃時(shí)，K越小，說(shuō)明反應(yīng)進(jìn)行的程度小，金屬氧化物越難被還原，由Cr₂O₃對(duì)應(yīng)的lg$\frac{c（CO）}{c（C{O}_{2}）}$得$\frac{c（C{O}_{2}）}{c（co）}$，結(jié)合Cr₂O₃與CO反應(yīng)的化學(xué)方程式可得K；
（4）由反應(yīng)條件可知，高溫有利于向正反應(yīng)進(jìn)行，低溫有利于向逆反應(yīng)進(jìn)行，升高溫度平衡向吸熱反應(yīng)移動(dòng)，據(jù)此判斷．

解答 解：（1）①NH₂Cl能部分水解生成HClO和氨氣，可起消毒殺菌的作用，方程式為NH₂Cl+H₂O?NH₃+HClO，
故答案為：NH₂Cl+H₂O?NH₃+HClO；
②①NH₄⁺（aq）+1.5O₂（g）═NO₂^-（aq）+2H⁺（aq）+H₂O（l）△H=-273kJ•mol^-1
②NH₄⁺（aq）+2O₂（g）═NO₃^-（aq）+2H⁺（aq）+H₂O（l）△H=-346kJ•mol^-1；
②×2-①×2得：2NO₂^-（aq）+O₂（g）═2NO₃^-（aq），依據(jù)蓋斯定律：△H=2×（-346kJ•mol^-1）+2×273kJ•mol^-1=-146kJ•mol^-1；
熱化學(xué)方程式：2NO₂^-（aq）+O₂（g）═2NO₃^-（aq）△H=-146kJ•mol^-1；
（2）在鈀電極A，NO 轉(zhuǎn)化為N₂ ，發(fā)生還原反應(yīng)，故為陰極，根據(jù)已知反應(yīng)物和生成物，利用守恒配平即得電極反應(yīng)式為2NO+4H⁺+4e^-=N₂ +2H₂O，
故答案為：陰； 2NO+4H⁺+4e^-=N₂ +2H₂O
（3）700℃時(shí)，lg$\frac{c（CO）}{c（C{O}_{2}）}$越大則K越小，說(shuō)明反應(yīng)進(jìn)行的程度小，金屬氧化物越難被還原，此時(shí)Cr₂O₃對(duì)應(yīng)的lg$\frac{c（CO）}{c（C{O}_{2}）}$=4，得$\frac{c（C{O}_{2}）}{c（CO）}$=10^-4，結(jié)合Cr₂O₃與CO反應(yīng)的化學(xué)方程式Cr₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Cr+3CO₂，可得K=[$\frac{c（C{O}_{2}）}{c（CO）}$]³=10^-12．
故答案為：Cr₂O₃；10^-12；
（4）由反應(yīng)條件可知，低溫有利于向正反應(yīng)進(jìn)行，高溫有利于向逆反應(yīng)進(jìn)行，降低溫度平衡向放熱反應(yīng)移動(dòng)，
A．由反應(yīng)條件可知，高溫有利于向正反應(yīng)進(jìn)行，低溫有利于向逆反應(yīng)進(jìn)行，降低溫度平衡向吸熱反應(yīng)移動(dòng)，故該反應(yīng)正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，即△H＞0，故A錯(cuò)誤；
B．正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，所以升高溫度平衡向正向移動(dòng)，不有利于高純鎳的生成，故B錯(cuò)誤；
C．正向消耗CO，逆向生成CO，所以CO可以循環(huán)使用，故C正確；
故選：C．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了化學(xué)平衡影響因素、化學(xué)平衡圖象、化學(xué)平衡常數(shù)、化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)，熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)、電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)等，題目綜合性強(qiáng)，難度較大．