問題詳情:
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*化氮(NCl3)是一種黃*、油狀、具有刺激*氣味的揮發*有毒液體,其原子均滿足8e—結構。寫出其電子式_____________________。*鹼工業生產時,由於食鹽水中通常含有少量NH4Cl,而在*極區與生成的*氣反應產生少量三*化氮,該反應的化學方程式為______________。
(2)已知:2CO2(g) + 3NaOH(aq)=NaHCO3(aq)+Na2CO3(aq)+H2O(l) △H=-4a kJ/mol
CO2(g) +2NaOH(aq)=Na2CO3(aq)+H2O(l) △H=-b kJ/mol
該條件下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IL的*、乙、*三個恆温(反應温度分別為300℃、T℃、300℃)容器中分別加入相同量NO和CO,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(CO)(*容器)/mol | 2.00 | 1.50 | 1.10 | 0.80 | 0.80 |
n(CO)(乙容器)/mol | 2.00 | 1.45 | 1.00 | 1.00 | 1.00 |
n(CO)(*容器)/mol | 1.00 | 0.80 | 0.65 | 0.53 | 0.45 |
①*容器中,0~40min內用NO的濃度變化表示的平均反應速率v(NO)=_______。
②該反應的△H______0(填“>”或“<”)。
③*、*容器達到平衡時,CO的轉化率為α(*)________α(乙)(填“>”,“< ”,“=”)
(4)常温下,在(NH4)2C2O4溶液中,反應NH4++C2O42—+H2ONH3·H2O+HC2O4—的平衡常數K=___。(已知常温下,H2C2O4的電離平衡常數Ka1≈5×10-2,Ka2≈5×10-5 H2O的電離平衡常數Kw=1×10-14 NH3·H2O的電離平衡常數Kb≈2×10-5)
【回答】
【*】 (1). (2). NH4Cl+3Cl2=NCl3+4HCl (3). NaOH(aq)+CO2(g)=NaHCO3(aq) △H=-(4a-b)kJ/mol (4). 0.0125mol/(L·min) (5). < (6). > (7). 1×10-5
【解析】
【分析】
(1)三*化氮原子均滿足8e-結構,故電子式為;*化銨與*氣生成三*化氮和*化*;
(2)根據蓋斯定律得出CO2與NaOH溶液反應生成NaHCO3的熱化學反應方程式;
(3)①根據v(CO)=△c/△t計算CO的平均反應速率;
②根據*乙容器可知,乙容器80min達到平衡,*容器在120min達到平衡,故乙容器的温度高於*容器,温度高CO的平衡濃度大,平衡逆向移動,所以該反應屬於放熱反應;
③分別求出*、乙兩容器中CO的轉化率,比較其大小;
(4)根據平衡常數的公式進行計算。
【詳解】(1)三*化氮原子均滿足8e-結構,故電子式為;*化銨與*氣生成三*化氮和*化*,其方程式為:NH4Cl+3Cl2=NCl3+4HCl,
故*為:;NH4Cl+3Cl2=NCl3+4HCl。
(2)根據序號1的熱化學方程式為2CO2(g)+3NaOH(aq)=NaHCO3(aq)+Na2CO3(aq)+H2O(l)
△H=-4akJ/mol,序號2的熱化學方程式為CO2(g)+2NaOH(aq)=Na2CO3(aq)+H2O(l) H=bkJ/mol,根據蓋斯定律可得:NaOH(aq)+CO2(g)=NaHCO3(aq) △H=-(4a-b)kJ/mol;
故*為:NaOH(aq)+CO2(g)=NaHCO3(aq) △H=-(4a-b)kJ/mol。
(3)①*容器中,0~40min內用NO的濃度變化表示的平均反應速率v(NO)=v(CO)=△c/△t=(2.00mol-1.5mol)÷1L÷40min=0.0125mol/(L•min);
故*為:0.0125mol/(L•min)。
②根據*乙容器可知,乙容器在80min達到平衡,*容器在120min達到平衡,故乙容器的温度高於*容器,温度高CO的平衡濃度大,平衡逆向移動,所以該反應屬於放熱反應,△H<0;
故*為:<。
③*容器達到平衡時,CO的轉化率為(2.00-0.80)/2.00×100%=60%;乙容器達到平衡時CO的轉化率為(2.00-1.00)/2.00×100%=50%;所以CO的轉化率為α(*)>α(乙),
故*為:>。
(4)NH4++C2O42-+H2ONH3•H2O+HC2O4-的平衡常數K=c(HC2O4-)c(NH3•H2O)/(NH4+)c(C2O42-)=c(HC2O4-)•c(NH3•H2O)•c(H+)•c(OH-)/c(NH4+)•c(C2O42-)•c(H+)•c(OH-)=Kw/Kb•Ka2=1×10-14/2×10-5•5×10-5=1×10-5;
故*為:1×10-5。
知識點:電離平衡 水解平衡
題型:綜合題