Question

【題目】下圖表示氮及其化合物在一定條件下的轉化關系：

（1）反應I：N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=–92 kJmol－1。上圖是反應I中平衡混合氣中NH3的體積分數(V%)隨溫度或壓強變化的曲線，圖中L（L1、L2）、X分別代表溫度或壓強，其中橫坐標X代表的是__________（填“溫度”或“壓強”），L1__________ L2（填“>”或“<”或“=”） 。

（2）反應II其中一步反應為2NH3(g)+3Cl2(g) =N2(g)+6HCl(g)ΔH=–462 kJmol－1

已知：斷開2 mol H–N鍵與斷開2 mol H–Cl鍵所需能量相差約為_______kJ。

（3）反應III是利用下圖所示裝置電解制備NCl3（氯的化合價為+1），其原理是：NH4Cl+2HClNCl3+3H2↑。

①b接電源的_______（填“正”或“負”）。

②陽極反應式是_______。

（4）反應III得到的NCl3可以和NaClO2制備ClO2，同時生成NH3，該反應的離子方程式是_______。

Answer 1

【答案】 壓強 L1<L2 82.0 負 3Cl-+NH4+-6e-=NCl3+4H+ 3H2O+NCl3+6ClO2-=ClO2+NH3+3Cl-+3OH-

【解析】(1)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=-92kJmol-1為放熱反應，若升高溫度平衡逆向移動，前期的體積分數減小，與圖像不符；若增大壓強，平衡向正向移動，氨氣的體積分數增大，故改變條件為壓強；壓強相同時，溫度升高，平衡逆向移動，氨的體積分數減小，L1＜L2，故答案為：壓強；L1＜L2；

(2)設1molH-N鍵能為x，1molH-Cl鍵能為y，根據△H=反應物鍵能之和-生成物鍵能之和，-462=6x+3×243-(945+6y)，x-y=41kJ，則斷開2 mol H–N鍵與斷開2 mol H–Cl鍵所需能量相差約為82kJ，故答案為：82；

(3)①b極產生氫氣，為陰極，與電源負極相連，故答案為：負；

②陰極電極反應為氫離子得電子生成氫氣，用總反應減掉陰極反應得陽極反應式，故答案為：3Cl--6e-+NH4+=NCl3+4H+；

(4)反應III得到的NCl3可以和NaClO2制備ClO2，同時生成NH3，根據氧化還原化合價升降原理，Cl元素化合價有升高和講點，根據得失電子守恒配平反應，故答案為：NCl3+6ClO2-+3H2O=6ClO2+NH3+3Cl-+3OH-。