Question

氯氨是氯气遇到氨气反应生成的一类化合物，是常用的饮用水二级消毒剂，主要包括一氯胺、二氯胺和三氯胺(NH₂Cl、NHCl₂和NCl₃)，副产物少于其它水消毒剂。

回答下列问题：

(1)①一氯胺(NH₂Cl)的电子式为__________。

②工业上可利用反应Cl₂(g)+NH₃(g)=NH₂Cl(l)+HCl(g)制备一氯胺，已知部分化学键的键能如下表所示（假设不同物质中同种化学键的链能相同），则该反应的△H=______________。

化学键	N-H	Cl-Cl	N-Cl	H-Cl
键能(kJ/mol)	391.3	243.0	191.2	431.8

③一氯胺是重要的水消毒剂，其原因是由于一氯胺在中性、酸性环境中会发生水解，生成具有强烈杀菌作用的物质，该反应的化学方程式为_________________。

(2)用Cl₂和NH₃反应制备二氯胺的方程式为2Cl₂(g)+NH₃(g)NHCl₂(g)+2HCl(g)，向容积均为1 L的甲、乙两个恒温（反应温度分别为400℃、T℃)容器中分别加入2 mol Cl₂和2 mol NH₃，测得各容器中n(Cl₂)随反应时间t的变化情况如下表所示：

t/min	0	40	80	120	160
n(Cl2)(甲容器)/mol	2.00	1.50	1. 10	0.80	0.80
n(Cl2) (乙容器）/mol	2.00	1.45	1.00	1.00	1.00

①甲容器中，0～40 min内用NH₃的浓度变化表示的平均反应速率v(NH₃)=______________。

②该反应的△H________0(填“>”或“<”) ，理由是____________________。

③对该反应，下列说法正确的是______________(填选项字母）。

A.若容器内气体密度不变，则表明反应达到平衡状态

B.若容器内Cl₂和NH₃物质的量之比不变，则表明反应达到平衡状态

C.反应达到平衡后，其他条件不变，在原容器中充入一定量氦气，Cl₂的转化率增大

D.反应达到平衡后，其他条件不变，加入一定量的NHCl₂，平衡向逆反应方向移动

(3)在恒温条件下，2molCl₂和1molNH₃发生反应2Cl₂(g)+NH₃(g)NHCl₂(l)+2HCl(g)，测得平衡时Cl₂和HCl的物质的量浓度与平衡总压的关系如图所示：

①A、B、C三点中Cl₂转化率最高的是______点(填“A”“B”或“C”)。

②计算C点时该反应的压强平衡常数K_p(C)=_______(K_p是平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)

Answer

+11.3 kJ/mol NH2Cl+H2O═NH3+HClO 6.25×10-8mol·L-1·min-1 < 温度越高，反应速率越快，平衡向吸热反应方向移动，其他条件相同时，T℃时的反应速率比400℃时的反应速率快，且乙容器中平衡时Cl2的转化率比甲容器中Cl2的转化率小 AB B 0.5MPa

【解析】

(1)①一氯胺(NH2Cl)是共价化合物，氮原子分别与氢原子、氯原子成键。

②反应物的总键能-生成物的总键能=焓变。

③一氯胺水解，生成具有强烈杀菌作用的物质是次氯酸。

(2)①甲容器中，0～40 min内n(Cl2)的变化为0.5mol，c(Cl2)的变化为0.5mol/L， c(NH3)变化为0.25mol/L，根据 计算v(NH3)。

②乙容器达到平衡用时短，反应速率快，所以温度高，平衡时氯气的物质的量大，说明升高温度平衡逆向移动。

③A.根据 ，NHCl2是液体，m是变量，密度是变量；

B.投料比不等于系数比，反应过程中 C12和NH3物质的量之比是变量；

C.在原容器中充入一定量氦气，反应体系的浓度不变，平衡不移动；

D. NHCl2是液体，加入NHCl2，平衡不移动；

(3)①该反应 ，增大压强，平衡正向移动；。

②根据图象C点时c(HCl)=c(Cl2),利用“三段式”可计算该、Cl2、NH3、HCl的物质的量比。

(1)①根据分析，NH2Cl的电子式为。

②根据反应物的总键能-生成物的总键能=焓变，Cl2(g)+NH3(g)=NH2Cl(g)+HCl(g) △H=243.0 kJ/mol +391.3 kJ/mol×3-391.3 kJ/mol×2-191.2 kJ/mol -431.8 kJ/mol =+11.3 kJ/mol。

③一氯胺水解，生成具有强烈杀菌作用的物质是次氯酸和氨气，方程式为NH2Cl+H2O═NH3+HClO。

(2)①甲容器中，0～40 min内n(Cl2)的变化为0.5mol，c(Cl2)的变化为0.5mol/L， c(NH3)变化为0.25mol/L， v(NH3)= 6.25×10-8mol·L-1·min-1 。

②温度越高，反应速率越快，平衡向吸热反应方向移动，其他条件相同时，T℃时的反应速率比400℃时的反应速率快，且乙容器中平衡时Cl2的转化率比甲容器中Cl2的转化率小，所以该反应△H<0。

③ A、根据 ，NHCl2是液体，m是变量，密度是变量，密度不变一定平衡，故A正确；

B.投料比不等于系数比，反应过程中 C12和NH3物质的量之比是变量，C12和NH3物质的量之比不变，一定平衡，故B正确；

C.在原容器中充入一定量氦气，反应体系的浓度不变，平衡不移动，转化率不变，故C错误；

D. NHCl2是液体，增加NHCl2，浓度不变，平衡不移动，故D错误。

(3)①该反应 ，增大压强，平衡正向移动，压强越大Cl2转化率越高，故B点最大；

②根据图象C点时c(HCl)=c(Cl2),设氨气的变化量为xmol

2-2x=2x

X=0.5mol，

Kp(C)=0.5 。