Question

15．概及其化合物的轉(zhuǎn)化是資源利用和環(huán)境保護(hù)的重耍研究課題，下面是氮及氮的化合物的幾種不同情況下的轉(zhuǎn)化圖1．


（1）已知：
2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃ （g）△H=-196.6kJ•mol^-1
2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g）△H=-113.0kJ•mol^-1
則SO₂（g）+NO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）△H-41.8kJ•mol^-1
（2）向絕熱恒容密閉容器中通入SO₂和NO₂，一定條件下使反應(yīng) SO₂（g）+NO（g）?SO₃（g）+NO（g）達(dá)到平衡，正反應(yīng)速率隨時間變化的示意圖如圖2所示．
反應(yīng)在 c點未到（填“達(dá)到”或“未到”）平衡狀態(tài)，若保持容器恒溫恒容，在該容器中加入：1mol SO₂（g）和lmol NO₂（g），下列說法正確的是BD
A．若容器內(nèi)氣體密度恒定時，標(biāo)志反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)
B．不斷增加SO₂的量可以提高NO₂的轉(zhuǎn)化率
C．待反應(yīng)達(dá)平衡后繼續(xù)向容器中再通入QmolSO₂（g）和ImolNO₂（g），則平衡將正向移動，K值也將變大
D．待反應(yīng)達(dá)平衡后通入氮?dú)�，則平衡將不移動
（3）反應(yīng)I：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92kJ•mol^-1，圖3是反應(yīng)I中平衡混合氣中NH₃的體積分?jǐn)?shù)隨溫度或壓強(qiáng)變化的曲線，圖中L（L₁、L₂）、X分別代表溫度或壓強(qiáng)．其中L代表的是溫度．（填“溫度”或“壓強(qiáng)”），判斷L₁、L₂的大小關(guān)系并說明理由L₁＜L₂，合成氨是放熱反應(yīng)升溫平衡逆向進(jìn)行氨氣體積分?jǐn)?shù)減小
（4）反應(yīng)Ⅲ是利用圖4所示裝置電解制備NCl₃ （l氯的化合價為+1），其原理是：NH₄Cl+2HC1 $\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$NCl₃+3H₂↑
①a接電源的正極（填“正”或“負(fù)”）．
②陽極反應(yīng)式是3Cl^--6e^-+NH₄⁺=NCl₃+4H⁺．
（5）反應(yīng)Ⅲ得到的NCl₃可以和NaClO₂制備C1O₂，同時生成NH₃，該反應(yīng)的離子方程式是NCl₃+6ClO₂^-+3H₂O=6ClO₂+NH₃+3Cl^-+3OH^-．

Answer 1

分析 （1）依據(jù)蓋斯定律和熱化學(xué)方程式計算得到SO₂（g）+NO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）反應(yīng)的焓變；
（2）①由題意可知一個反應(yīng)前后體積不變的可逆反應(yīng)，由于容器恒容，因此壓強(qiáng)不影響反應(yīng)速率，所以在本題中只考慮溫度和濃度的影響．結(jié)合圖象可知反應(yīng)速率先增大再減小，因為只要開始反應(yīng)，反應(yīng)物濃度就要降低，反應(yīng)速率應(yīng)該降低，但此時正反應(yīng)卻是升高的，這說明此時溫度的影響是主要的，由于容器是絕熱的，因此只能是放熱反應(yīng)，從而導(dǎo)致容器內(nèi)溫度升高反應(yīng)速率加快；
②A．保持容器恒溫恒容，氣體質(zhì)量不變，氣體體積不變，密度始終不變；
B．兩種反應(yīng)物增大一種會提高另一種物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率；
C．平衡常數(shù)隨溫度變化；
D．待反應(yīng)達(dá)平衡后通入氮?dú)�，總壓增大分壓不變，平衡不動�?br />（3）升高溫度，平衡向吸熱的方向移動；增大壓強(qiáng)，平衡向氣體體積縮小的方向移動；
（4）①陰極與電源負(fù)極相連，陽極與電源正極相連；
②陰極電極反應(yīng)為氫離子得電子生成氫氣，用總反應(yīng)減掉陰極反應(yīng)得陽極反應(yīng)；
（5）反應(yīng)III得到的NCl₃可以和NaClO₂制備 ClO₂，同時生成NH₃，根據(jù)氧化還原化合價升降原理，Cl元素化合價有升高和講點，根據(jù)得失電子守恒配平反應(yīng)，
故答案為：NCl₃+6ClO₂^-+3H₂O=6ClO₂+NH₃+3Cl^-+3OH^-．

解答 解：（1）①2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃ （g）△H=-196.6kJ•mol^-1
②2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g）△H=-113.0kJ•mol^-1
蓋斯定律計算（①-②）×$\frac{1}{2}$得到，SO₂（g）+NO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）△H=-41.8KJ/mol，
故答案為：41.8；
（2）化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志是各物質(zhì)的濃度不再改變，其實質(zhì)是正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率，c點對應(yīng)的正反應(yīng)速率顯然還在改變，故一定未達(dá)平衡，
A．保持容器恒溫恒容，氣體質(zhì)量不變，氣體體積不變，密度始終不變，若容器內(nèi)氣體密度恒定時，不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故A錯誤；
B．不斷增加SO₂的量可以提高NO₂的轉(zhuǎn)化率，故B正確；
C．待反應(yīng)達(dá)平衡后繼續(xù)向容器中再通入QmolSO₂（g）和ImolNO₂（g），則平衡將正向移動，K值不變，故C錯誤；
D．待反應(yīng)達(dá)平衡后通入氮?dú)�，總壓增大分壓不變，平衡不移動，故D正確；
故答案為：未到；BD；
（3）N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92kJ•mol^-1為放熱反應(yīng)，若升高溫度平衡逆向移動，前期的體積分?jǐn)?shù)減小，與圖象矛盾；若增大壓強(qiáng)，平衡向正向移動，氨氣的體積分?jǐn)?shù)增大，故改變條件為壓強(qiáng)，L為溫度，壓強(qiáng)相同時，溫度升高，平衡逆向移動，氨的體積分?jǐn)?shù)減小，L₁＜L₂，
故答案為：溫度；L₁＜L₂；合成氨的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，壓強(qiáng)相同時，溫度升高，平衡逆向移動，氨的體積分?jǐn)?shù)減小；
（4）①b極產(chǎn)生氫氣，為陰極，與電源負(fù)極相連，a極為陽極與電源正極相連，
故答案為：正；
②陰極電極反應(yīng)為氫離子得電子生成氫氣，用總反應(yīng)減掉陰極反應(yīng)得陽極反應(yīng)式，3Cl^--6e^-+NH₄⁺=NCl₃+4H⁺，
故答案為：3Cl^--6e^-+NH₄⁺=NCl₃+4H⁺；
（5）反應(yīng)III得到的NCl₃可以和NaClO₂制備 ClO₂，同時生成NH₃，根據(jù)氧化還原化合價升降原理，Cl元素化合價有升高和講點，根據(jù)得失電子守恒配平反應(yīng)，
故答案為：NCl₃+6ClO₂^-+3H₂O=6ClO₂+NH₃+3Cl^-+3OH^-．

點評 本題考查了化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡影響因素、原電池反應(yīng)等知識點，主要是反應(yīng)能量變化的計算，要求正確書寫方程式，學(xué)生需有扎實的基礎(chǔ)，試題難度中等．