Question

氯胺是一种长效缓释水消毒剂，主要包括一氯胺、二氯胺和三氯胺(NH₂Cl，NHCl₂和NCl₃)。工业上可利用NH₃(g)+Cl₂(g) NH₂Cl(g)+HCl(g)制备一氯胺。回答下列问题：

（1）氯胺作饮用水消毒剂是因为水解生成具有强烈杀菌作用的物质，该物质是___，二氯胺与水反应的化学方程式为___。

（2）已知部分化学键的键能和化学反应的能量变化如表和如图所示（忽略不同物质中同种化学键键能的细微差别）。

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

则ΔH₂=___kJ/mol，x=___。

（3）在密闭容器中反应NH₃(g)+Cl₂(g) NH₂Cl(g)+HCl(g)达到平衡，据此反应通过热力学定律计算理论上NH₂Cl的体积分数随（氨氯比）的变化曲线如图所示。

①a、b、c三点对应平衡常数的大小关系是___。T₁温度下该反应的平衡常数为___（列出算式即可）。

②在T₂温度下，Q点对应的速率：v_正___v_逆（填“大于”“小于”或“等于”）。

③在氨氯比一定时，提高NH₃的转化率的方法是___（任写1种)

④若产物都是气体，实验测得NH₂Cl的体积分数始终比理论值低，原因可能是___。

Answer

HClO NHCl2+2H2O NH3 +2HClO -1405.6 191.2 Ka=Kb>Kc或a=b>c 小于 加热（或者及时移出产物） 有副产物生成，如NHCl2、NCl3、N2等

【解析】

（1）氯胺中N为-3价，Cl为+1价，在水中水解生成一种有强氧化性的物质，说明生成HClO；NHCl2水解生成氨气和次氯酸，其水解的离子方程式为NHCl2+2H2O NH3 +2HClO；

（2）根据图中内容,可以看出：ΔH2=-（ΔH1-ΔH）=ΔH-ΔH1=11.3kJ/mol-1416.9 kJ/mol=-1405.6 kJ/mol；根据图中内容，可以看出NH3(g)+Cl2(g) NH2Cl(g)+HCl(g) △H=+11.3kJ/mol，化学反应的焓变等于产物的能量与反应物能量的差值，旧键断裂吸收能量，新键生成释放能量，设断裂1molN−Cl键所需的能量为x，新键生成释放的能量ΔH2=-(391.3×2+x+431.8)kJ/mol=-1405.6kJ/mol，解得x=191.2；

（3）①反应NH3(g)+Cl2(g) NH2Cl(g)+HCl(g)是吸热反应，a和b温度一致，平衡常数相等，c点NH2Cl的体积分数减小，平衡常数减小，温度应该升高，所以Ka=Kb>Kc或a=b>c；T1温度下，=0.4时，NH2Cl的体积分数为20%，设n（NH3）=0.4a，n（Cl2）=a，则有；

NH3(g)+Cl2(g) NH2Cl(g)+HCl(g)

起始（mol）0.4a a 0 0

转化（mol）x x x x

平衡（mol）0.4a-x a-x x x

NH2Cl的体积分数==20%，x=0.28a，平衡常数K= = = ；

②在T2温度下，Q点相当于加入部分NH2Cl，则v正不变，v逆增大，故v正小于v逆；

③在氨氯比一定时，该反应吸热，可以加热来提高NH3的转化率，或者及时移出产物NH2Cl和HCl；

④若产物都是气体，实验测得NH2Cl的体积分数始终比理论值低，原因可能是有副产物生成，如NHCl2、NCl3、N2等。