Question

【題目】碳和氮的化合物在生產生活中廣泛存在。回答下列問題:

(1)三氯化氮(NCl3)是一種黃色、油狀、具有刺激性氣味的揮發(fā)性有毒液體，各原子均滿足8電子穩(wěn)定結構。其電子式是__________________。氯堿工業(yè)生產時，由于食鹽水中通常含有少量NH4Cl，而在陽極區(qū)與生成的氯氣反應產生少量NCl3，該反應的化學方程式為_____________。

(2)一定條件下，不同物質的量的CO2與不同體積的1.0mol/LNaOH溶液充分反應放出的熱量如下表所示：

反應序號	n (CO2)/mol	V (NaOH) /L	放出的熱量/kJ
1	0.5	0.75	a
2	1.0	2.00	b

該條件CO2與NaOH 溶液反應生成NaHCO3的熱化學反應方程式為______________________。

(3)利用CO可以將NO轉化為無害的N2，其反應為: 2NO(g) +2CO(g) N2(g) +2CO2(g)，向容積均為1L的甲、乙兩個恒溫(溫度分別為300℃、T℃)容器中分別加入2.00molNO和2.00molCO，測得各容器中n(CO)隨反應時間t的變化情況如下表所示:

t/min	0	40	80	120	160
N甲(CO)/mol	2.00	1.50	1.10	0.80	0.80
N乙(CO)/mol	2.00	1.45	1.00	1.00	1.00

/p>

①甲容器中，0～40min 內用NO的濃度變化表示的反應速率v(NO)=_____________。

②該反應的△H____0(填“>”或“<”)。

③甲容器反應達到平衡后，若容器內各物質的量均增加1倍，則平衡______(填“正向”、“逆向”或“不”)移動。

(4)常溫下， 在(NH4)2C2O4溶液中，反應NH4++C2O42-+H2ONH3·H2O+HC2O4-的平衡常數K=________________________。(已知常溫下，NH3·H2O的電離平衡常數Kb=2×10-5，H2C2O4的電離平衡常數Ka1=5×10-2，Ka2=5×10-5)

(5)在酸性電解質溶液中，以惰性材料作電極，將CO2轉化為丙烯的原理如下圖所示

①太陽能電池的負極是__________(填“a”或“b”)

②生成丙烯的電極反應式是_____________________________。

Answer 1

【答案】 NH4Cl+3Cl2=NCl3+4HCl NaOH(aq)+CO2(g)=NaHCO3(aq) △H= - (4a-b)kJ/mol 0.0125mol/(L·min) < 正向 1×10-5 a 3CO2+18H++18e-=C3H6+6H2O

【解析】試題分析：(1)三氯化氮是共價化合物，各原子均滿足8電子穩(wěn)定結構。NH4Cl和Cl2反應生成NCl3與HCl；(2)由題意得0.5mol CO2與0.75mol NaOH 反應生成0.25mol NaHCO3、0.25mol Na2CO3放熱a kJ ，則2CO2(g) +3NaOH(aq) = NaHCO3(aq)+ Na2CO3(aq) △H= —4a kJ·mol－1；1mol CO2與2mol NaOH 反應生成1mol Na2CO3放熱b kJ ，則CO2(g) +2NaOH(aq) = Na2CO3(aq) △H= —b kJ·mol－1；根據蓋斯定律計算CO2與NaOH溶液反應生成NaHCO3的熱化學反應方程式；(3) ①甲容器中，0～40min CO減少0.5mol，則NO消耗0.5mol；②根據表格數據，乙容器反應速率快，溫度高；達到平衡乙中CO含量多；③甲容器反應達到平衡后，若容器內各物質的量均增加1倍，相當于加壓；(4)根據 計算；(5) ①根據裝置圖，右池放出氧氣發(fā)生氧化反應，右側是陽極；

解析：(1)三氯化氮是共價化合物，各原子均滿足8電子穩(wěn)定結構，所以三氯化氮的電子式是；NH4Cl和Cl2反應生成NCl3與HCl，反應方程式是NH4Cl+3Cl2=NCl3+4HCl；(2)由題意得①2CO2(g) +3NaOH(aq) = NaHCO3(aq)+ Na2CO3(aq) △H= —4a kJ·mol－1； ②CO2(g) +2NaOH(aq) = Na2CO3(aq) △H= —b kJ·mol－1；根據蓋斯定律①－②得NaOH(aq)+CO2(g)=NaHCO3(aq) △H= - (4a-b)kJ/mol；(3)①甲容器中，0～40min CO減少0.5mol，則NO消耗0.5mol， mol/(L·min) ；②根據表格數據，乙容器反應速率快，溫度高；達到平衡乙中CO含量多，說明升高溫度平衡逆向移動，正反應放熱△H<0；③甲容器反應達到平衡后，若容器內各物質的量均增加1倍，相當于加壓，平衡正向移動；(4) NH3·H2O的電離平衡常數Kb=2×10-5，則；H2C2O4的電離平衡常數Ka2=5×10-5，則, 1×10-5；(5) ①根據裝置圖，右池放出氧氣發(fā)生氧化反應，右池是陽極池，b是電池正極、a是電池負極；②二氧化碳得電子生成丙烯，電極反應式是3CO2+18H++18e-=C3H6+6H2O。