Question

碳和氮的化合物在生产生活中广泛存在。回答下列问题:

(1)三氯化氮(NCl₃)是一种黄色、油状、具有刺激性气味的挥发性有毒液体，各原子均满足8电子稳定结构。其电子式是__________________。氯碱工业生产时，由于食盐水中通常含有少量NH₄Cl，而在阳极区与生成的氯气反应产生少量NCl₃，该反应的化学方程式为_____________。

(2)一定条件下，不同物质的量的CO₂与不同体积的1.0mol/LNaOH溶液充分反应放出的热量如下表所示：

反应序号	n (CO2)/mol	V (NaOH) /L	放出的热量/kJ
1	0.5	0.75	a
2	1.0	2.00	b

该条件CO₂与NaOH 溶液反应生成NaHCO₃的热化学反应方程式为______________________。

(3)利用CO可以将NO转化为无害的N₂，其反应为: 2NO(g) +2CO(g) N₂(g) +2CO₂(g)，向容积均为1L的甲、乙两个恒温(温度分别为300℃、T℃)容器中分别加入2.00molNO和2.00molCO，测得各容器中n(CO)随反应时间t的变化情况如下表所示:

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

①甲容器中，0～40min 内用NO的浓度变化表示的反应速率v(NO)=_____________。

②该反应的△H____0(填“>”或“<”)。

③甲容器反应达到平衡后，若容器内各物质的量均增加1倍，则平衡______(填“正向”、“逆向”或“不”)移动。

(4)常温下， 在(NH₄)₂C₂O₄溶液中，反应NH₄⁺+C₂O₄^2-+H₂ONH₃·H₂O+HC₂O₄^-的平衡常数K=________________________。(已知常温下，NH₃·H₂O的电离平衡常数K_b=2×10^-5，H₂C₂O₄的电离平衡常数K_a1=5×10^-2，K_a2=5×10^-5)

(5)在酸性电解质溶液中，以惰性材料作电极，将CO₂转化为丙烯的原理如下图所示

①太阳能电池的负极是__________(填“a”或“b”)

②生成丙烯的电极反应式是_____________________________。

Answer

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】

(1)三氯化氮是共价化合物，各原子均满足8电子稳定结构。NH4Cl和Cl2反应生成NCl3与HCl；

(2)由题意得0.5mol CO2与0.75mol NaOH 反应生成0.25mol NaHCO3、0.25mol Na2CO3放热a kJ ，则2CO2(g) +3NaOH(aq) = NaHCO3(aq)+ Na2CO3(aq) △H= -4a kJ·mol－1；1mol CO2与2mol NaOH反应生成1mol Na2CO3放热b kJ，则CO2(g) +2NaOH(aq) = Na2CO3(aq)△H= -bkJ·mol－1；根据盖斯定律计算CO2与NaOH溶液反应生成NaHCO3的热化学反应方程式；

(3) ①甲容器中，0～40minCO减少0.5mol，则NO消耗0.5mol；

②根据表格数据，乙容器反应速率快，温度高；达到平衡乙中CO含量多；

③甲容器反应达到平衡后，若容器内各物质的量均增加1倍，相当于加压；

(4)根据 计算；

(5) ①根据装置图，右池放出氧气发生氧化反应，右侧是阳极；

②二氧化碳得电子生成丙烯。

(1)三氯化氮是共价化合物，各原子均满足8电子稳定结构，所以三氯化氮的电子式是；NH4Cl和Cl2反应生成NCl3与HCl，反应方程式是NH4Cl+3Cl2=NCl3+4HCl；

(2)由题意得①2CO2(g) +3NaOH(aq) = NaHCO3(aq)+ Na2CO3(aq) △H= -4a kJ·mol－1； ②CO2(g) +2NaOH(aq) = Na2CO3(aq) △H= -b kJ·mol－1；根据盖斯定律①－②得NaOH(aq)+CO2(g)=NaHCO3(aq) △H= - (4a-b)kJ/mol；

(3)①甲容器中，0～40minCO减少0.5mol，则NO消耗0.5mol， mol/(L·min) ；

②根据表格数据，乙容器反应速率快，温度高；达到平衡乙中CO含量多，说明升高温度平衡逆向移动，正反应放热△H<0；

③甲容器反应达到平衡后，若容器内各物质的量均增加1倍，相当于加压，平衡正向移动；

(4) NH3·H2O的电离平衡常数Kb=2×10-5，则；H2C2O4的电离平衡常数Ka2=5×10-5，则，1×10-5；

(5)①根据装置图，右池放出氧气发生氧化反应，右池是阳极池，b是电池正极、a是电池负极；

②二氧化碳得电子生成丙烯，电极反应式是3CO2+18H++18e-=C3H6+6H2O。