【題目】一氯氨、二氯氨和三氯氨(NH2Cl、NHCl2NCl3)是常用的飲用水二級消毒劑。

(1)Cl2NH3反應制備三氯胺的方程式為3Cl2(g)+NH3(g)NCl3(l)+3HCl(g),向容積均為1L的甲、乙兩個恒溫(反應溫度分別為400℃、T)容器中分別加入2molCl22molNH3,測得各容器中n(Cl2)隨反應時間t的變化情況如下表所示:

t /min

0

40

80

120

160

(400)n(Cl2)/mol

2.00

1.50

1.10

0.80

0.80

(T)n(Cl2)/mol

2.00

1.45

1.00

1.00

1.00

T_____400(”),該反應的ΔH____0(“>”“<”)。

②該反應自發(fā)進行的條件是__________(填高溫、低溫、任何溫度)。

③對該反應,下列說法正確的是_________(填選項字母)

A. 若容器內(nèi)氣體密度不變,則表明反應達到平衡狀態(tài)

B. 若容器內(nèi)Cl2NH3物質(zhì)的量之比為31,則表明反應達到平衡狀態(tài)

C. 反應達平衡后,其他條件不變,加入一定量的NCl3,平衡將向逆反應方向移動

D. 反應達到平衡后,其他條件不變,在原容器中按繼續(xù)充入一定量反應物,達新平衡后Cl2的轉化率增大

(2)工業(yè)上可利用反應2Cl2(g)+NH3(g)NHCl2(l)+2HCl(g)制備二氯胺。

NHCl2在中性、酸性環(huán)境中會發(fā)生強烈水解,生成具有強殺菌作用的物質(zhì),寫出該反應的化學方程式______________________________。

②在恒溫條件下,將2molCl21molNH3充入某密閉容器中發(fā)生上述反應,測得平衡時Cl2HCl的物質(zhì)的量濃度與平衡總壓的關系如圖所示。則A、BC三點中Cl2轉化率最高的是________(“A”“B”“C”);B點時反應物轉化率:α(Cl2)____α(NH3)(”“=””),若B點平衡體積為2L,則平衡常數(shù)K=_____________。

【答案】 低溫 AD NHCl2 +2H2O = 2HClO + NH3 C = 4

【解析】

(1)①根據(jù)溫度對反應速率以及平衡移動的影響進行分析;

ΔH-TΔS0,反應能自發(fā)進行;

A. NCl3(l)為液體,反應前后氣體質(zhì)量變化,氣體體積不變,則氣體的密度會隨反應進行而變化;

B. 容器內(nèi)Cl2NH3物質(zhì)的量之比為31,不能證明濃度不變;

C. 改變純液體物質(zhì)的用量,不影響平衡的移動;

D. 起始量為2molCl22molNH3,反應達到平衡后,其他條件不變,在原容器中按繼續(xù)充入一定量反應物,相當于增大壓強;

(2)NHCl2在中性、酸性環(huán)境中會發(fā)生強烈水解,生成具有強殺菌作用的物質(zhì)為次氯酸,另一物質(zhì)為氨氣;

②根據(jù)壓強對平衡移動的影響比較轉化率的大;由于Cl2NH3是按照化學計量數(shù)之比充入,則任一點均有,轉化率:α(Cl2)=α(NH3);根據(jù)B點氯氣和氯化氫物質(zhì)的量相同,設參加反應氨氣物質(zhì)的量xmol,列三段式計算平衡時刻各氣體物質(zhì)的濃度,進而計算平衡常數(shù)。

(1)①溫度越高,反應速率越快,其他條件相同時,由表格數(shù)據(jù)可知40min時,T時消耗氯氣較多,且T時反應先達到平衡,則T時的反應速率比400℃時的反應速率快,則T400℃;在400℃時,甲容器平衡后氯氣為0.80mol,在T時,乙容器平衡后氯氣為1.00mol,乙中剩余氯氣較多,說明溫度升高平衡逆向移動,則逆向為吸熱反應,正向為放熱反應,H0;故答案為:>;<;

②該反應正向為放熱反應,且正向為熵減小的反應,ΔH-TΔS0反應能自發(fā)進行,則應為低溫條件;故答案為:低溫;

A. NCl3(l)為液體,反應前后氣體質(zhì)量變化,氣體體積不變,則氣體的密度會隨反應進行而變化,則若容器內(nèi)氣體密度不變,則表明反應達到平衡狀態(tài),故A正確;

B. 容器內(nèi)Cl2NH3物質(zhì)的量之比為31,不能證明濃度不變,則不能表明反應達到平衡狀態(tài),故B錯誤;

C. NCl3為純液體,改變其用量,不影響平衡的移動,故D錯誤;

D. 起始量為2molCl22molNH3,反應達到平衡后,其他條件不變,在原容器中按繼續(xù)充入一定量反應物,相當于增大壓強,平衡正向移動,達新平衡后Cl2的轉化率增大,D項正確;故答案為:AD;

(2)①NHCl2在中性、酸性環(huán)境中會發(fā)生強烈水解,生成具有強殺菌作用的物質(zhì)為次氯酸,該反應的化學方程式為NHCl2 +2H2O = 2HClO + NH3;故答案為:NHCl2 +2H2O = 2HClO + NH3;

②該反應2Cl2(g)+NH3(g)NHCl2(l)+2HCl(g)為氣體體積減小的反應,增大壓強平衡正向移動,氯氣轉化率增大,則A、B、C三點中氯氣轉化率最高的是C點;由于Cl2NH3是按照化學計量數(shù)之比充入,則任一點均有,轉化率:α(Cl2)=α(NH3);B點氯氣和氯化氫物質(zhì)的量相同,設參加反應氨氣物質(zhì)的量xmol,則可得三段式,則2-2x=2x,解得x=0.5,則平衡是c(Cl2)=0.5mol/Lc(NH3)=0.25mol/L,c(HCl)=0.5mol/L,平衡常數(shù);故答案為:C;=;4。

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回答下列問題:

(1)基態(tài)C原子價電子排布圖為_________。

(2)B、C、D三種元素第一電離能由大到小排序為____(填元素符號,下同),它們的電負性由小到大排序為____。

(3)標準狀況下,a L C2氣體含π鍵的物質(zhì)的量為__。與C2D互為等電子體的分子有___(任寫一種)B、C分別與D構成的陰離子中,立體構型為平面三角形的有___(填離子符號)

(4)A、BC、D中的幾種原子構成的分子中,含極性鍵的非極性分子有___(填一種,下同);既含極性鍵,又含非極性鍵的極性分子有___

(5)C、F組成的晶體的晶胞如圖所示。已知該晶體密度為ρ g·cm-3,NA代表阿伏加德羅常數(shù)的值,則C、F最近的核間距為____ pm

(6)AE組成晶體,其晶胞如圖所示。E粒子周圍有___E緊密相鄰且最近;連接與E粒子等距離且最近的A粒子構成的形狀是_____。

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【題目】能源是國民經(jīng)濟發(fā)展的重要基礎,我國目前使用的能源主要是化石燃料。

(1)25℃、101kPa時,2gC2H2(g)完全燃燒生成液態(tài)水時放出的熱量是100kJ,則C2H2燃燒的熱化學方程式是_________________________ 。

(2)已知:C(石墨,s)+O2(g) = CO2(g) H = 393.5kJ·mol1,C(金剛石,s)+ O2(g) =CO2(g) H =395.0kJ·mol1,則反應C(石墨,s) = C(金剛石,s) H =______kJ·mol1。由此可知,石墨和金剛石相比更穩(wěn)定的是 _______(填“石墨”或“金剛石”)。

(3)已知H2(g)的燃燒熱△H 1=285.0kJ·mol1,CO(g)的燃燒熱△H 2=283.0kJ·mol1 CH3OH(l)的燃燒熱△H3=726.0kJ·mol1。0.2molH2 CO組成的混合氣體在完全燃燒時放出56.8kJ的能量,則混合氣體中H2 CO的質(zhì)量比為_________。工業(yè)上在催化劑的作用下,可用H2(g)CO(g)合成CH3OH(l)。請寫出由H2(g)CO(g)合成CH3OH(l)的熱化學方程式:_______________________。

(4)強酸和強堿的稀溶液的中和熱可表示為 H+ (aq)+OH (aq) = H2O(l) H =57.3kJ·mol1。已知:CH3COOH(aq)+NaOH(aq) = CH3COONa(aq)+H2O(l) H =33.1kJ·mol1。請寫出醋酸溶液電離的熱化學方程式:_______________

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【題目】1)已知①H2(g)O2(g)=H2O(g) ΔH=-241.8kJ·mol1

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2)根據(jù)鍵能數(shù)據(jù)計算CH4(g)+4F2(g)=CF4(g)+4HF(g)的反應熱 ΔH___kJ·mol1。

化學鍵

C—H

C—F

H—F

F—F

鍵能/(kJ·mol-1)

414

489

565

155

3)氫氣是合成氨反應的重要原料,F(xiàn)將lmolN23molH2投入1L的密閉容器,在一定條件下,利用如下反應模擬合成氨的工業(yè)化生產(chǎn):N2(g)+3H2(g)2NH3(g) H0。當改變某一外界條件(溫度或壓強)時,NH3的體積分數(shù)ψ(NH3)變化趨勢如圖所示。

回答下列問題:

①平衡時,MNH3的體積分數(shù)為10%,則N2的物質(zhì)的量為___(保留兩位有效數(shù)字)。

X軸上a點的數(shù)值比b__(”);圖中,Y軸表示__(溫度壓強”),判斷的理由是__。

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2)已知:反應Fe(s)CO2(g)FeO(s)CO(g)的平衡常數(shù)為K1;反應Fe(s)H2O(g)FeO(s)H2(g)的平衡常數(shù)為K2。不同溫度時K1、K2的值如下表:

溫度/K

K1

K2

973

1.47

2.38

1 173

2.15

1.67

根據(jù)表中數(shù)據(jù),計算反應CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)K。

①平衡常數(shù)的表達式K1___

②溫度為973K時:K___;(結果保留小數(shù)點后2)

③反應CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)__(吸熱放熱”)反應。

3)已知在溫度為T時,CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)的平衡常數(shù)K0.32,在該溫度下,已知c(CO)1mol·L1,c(H2O)1mol·L1,某時刻經(jīng)測定CO的轉化率為10%,則該反應___(已經(jīng)沒有”)達到平衡,原因是__;此時刻v__(”)v。

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【題目】霧霾嚴重影響人們的生活,汽車尾氣排放是造成霧霾天氣的重要原因之一。已知汽車尾氣排放時容易發(fā)生以下反應:

N2(g)O2(g)2NO(g) ΔH1akJ·mol1

2NO(g)O2(g)2NO2(g) ΔH2bkJ·mol1

CO(g)O2(g)CO2(g) ΔH3ckJ·mol1

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請回答下列問題:

1)根據(jù)反應①②③,確定反應④中ΔH4____kJ·mol1。

2)對于氣體參與的反應,表示平衡常數(shù)Kp時用氣體組分(B)的平衡壓強p(B)代替該氣體物質(zhì)的量濃度c(B),則反應①的Kp__(用表達式表示)

3)下列情況能說明反應②已達平衡狀態(tài)的是__(填字母)。

A.單位時間內(nèi)生成1molNO2的同時消耗了1molNO

B.在恒溫恒容的容器中,混合氣體的密度保持不變

C.在絕熱恒容的容器中,反應的平衡常數(shù)不再變化

D.在恒溫恒壓的容器中,NO的體積分數(shù)保持不變

4)試分析高溫下不利于反應③自發(fā)進行的原因__。

5)探究反應④中平衡時CO2的體積分數(shù)與反應物中起始的比值、溫度的關系,得到如圖2所示的曲線。在X、Y、Z三點中,CO的轉化率從大到小的順序是__。

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