Question

13．在生產(chǎn)和生活上應(yīng)用的含氯消毒劑、漂白劑有多種，如HClO、NaClO、ClO₂等．
（1）氯氣是合成含氯消毒劑的原料．在催化劑、420℃的條件下，氧氣與氯化氫氣體反應(yīng)可置換出氯氣，利用表數(shù)據(jù)寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式O₂（g）+4HCl（g）=2Cl₂（g）+2H₂O（g）△H=-133KJ/mol．

化學(xué)鍵	Cl-Cl	O=O	O-H	H-Cl
鍵能（kJ．mol-1）	247	498	463	431

（2）氯氣溶于水，發(fā)生Cl₂+H₂O═H⁺+Cl^-+HC1O，則該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=$\frac{c（{H}^{+}）c（C{l}^{-}）c（HClO）}{c（C{l}_{2}）}$．下列關(guān)于氯水的敘述正確的是AD（填寫序號(hào)）．

A．向氯水中加入少量Na₂CO₃粉末，其漂白性增強(qiáng)
B．向氯水中通人氯氣，c（H⁺）/c（ClO^-）減小
C．加水稀釋氯水，溶液中的所有離子濃度均減小
D．加水稀釋氯水，水的電離平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)
（3）漂白液的有效成分是NaClO，研究漂白液的穩(wěn)定性對(duì)
其生產(chǎn)和保存有實(shí)際意義．圖1是30℃時(shí)，三種漂白液中NaClO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨時(shí)間的變化關(guān)系．
①分解速率v（I）＞v（Ⅱ）（填“＞”“＜”或“=”）
②漂白液I在4～8天內(nèi)的分解速率為3.5g'L^-l．d^-1．（常溫下漂白液的密度近似等于1g•cm^-3，溶液體積變化忽略不計(jì)）
（4）ClO₂是一種安全穩(wěn)定的消毒劑．工業(yè)上通過(guò)惰性電極電解氯化銨和鹽酸的方法制備ClO₂，原理如圖2：
①a電極上產(chǎn)生的NCl₃分子，常溫下是一種黃色粘稠的油狀液體，該分子的電子式為．
②電解池中總反應(yīng)的離子方程式為NH₄⁺+2H⁺+3Cl^-$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$NCl₃+3H₂↑．
③若電解過(guò)程中二氧化氯發(fā)生器中產(chǎn)生2.24L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）NH₃，則理論上b電極上產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量為
0.6g．

Answer 1

分析 （1）反應(yīng)的化學(xué)方程式為O₂（g）+4HCl（g）=2Cl₂（g）+2H₂O（g），△H=反應(yīng)物鍵能和-生成物鍵能和；
（2）化學(xué)平衡常數(shù)是指：一定溫度下，可逆反應(yīng)到達(dá)平衡時(shí)，生成物的濃度系數(shù)次冪之積與反應(yīng)物的濃度系數(shù)次冪之積的比，固體、純液體不需要在化學(xué)平衡常數(shù)中寫出；
A．在下列平衡：C1₂+H₂O?H⁺+C1^-+HC1O，若向氯水中加入少量Na₂CO₃粉末，會(huì)和溶液中的鹽酸反應(yīng)平衡正向進(jìn)行；
B．向氯水中通人氯氣，平衡正向進(jìn)行，溶液中氫離子濃度增大；
C．溶液中存在離子積常數(shù)，加水稀釋氫離子濃度減小，氫氧根離子濃度增大；
D．加水稀釋氯水，溶液中氫離子濃度減小，水的抑制程度減�。�
（3）①一般來(lái)說(shuō)濃度越大，反應(yīng)速率越大；
②4d～8d，NaClO的含量由6.5%變?yōu)?.1%，假設(shè)溶液體積為1L，計(jì)算NaClO的消耗的量，進(jìn)而計(jì)算速率；
（4）①a電極上產(chǎn)生的NCl₃分子，常溫下是一種黃色粘稠的油狀液體是氮原子和三個(gè)氯原子形成三對(duì)共用電子對(duì)形成的共價(jià)化合物；
②電解池中總反應(yīng)是惰性電極電解氯化銨和鹽酸生成氫氣和NCl₃氣體；
③若電解過(guò)程中二氧化氯發(fā)生器中產(chǎn)生2.24L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）NH₃，物質(zhì)的量n（NH₃）=$\frac{2.24L}{22.4L/mol}$=0.1mol，結(jié)合化學(xué)方程式電子守恒計(jì)算b電極上產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量；

解答 解：（1））上述反應(yīng)的化學(xué)方程式為O₂（g）+4HCl（g）=2Cl₂（g）+2H₂O（g），△H=反應(yīng)物鍵能和-生成物鍵能和=498KJ/mol+4×431KJ/mol-2×247KL/mol-4×463KJ/mol=-133KJ/mol，所以，其熱化學(xué)方程式為O₂（g）+4HCl（g）=2Cl₂（g）+2H₂O（g）△H=-133KJ/mol，
故答案為：O₂（g）+4HCl（g）=2Cl₂（g）+2H₂O（g）△H=-133KJ/mol；
（2）氯氣溶于水，發(fā)生Cl₂+H₂O═H⁺+Cl^-+HC1O，則該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=$\frac{c（{H}^{+}）c（C{l}^{-}）c（HClO）}{c（C{l}_{2}）}$，
A．向氯水中加入少量Na₂CO₃粉末，和溶液中鹽酸反應(yīng)，平衡正向進(jìn)行，次氯酸濃度增大其漂白性增強(qiáng)，故A正確；
B．向氯水中通人氯氣，平衡正向進(jìn)行，溶液中氫離子濃度增大，c（H⁺）/c（ClO^-）增大，故B錯(cuò)誤；
C．加水稀釋氯水，溶液中平衡狀態(tài)下的所有離子濃度均減小，溶液中存在離子積常數(shù)，氫氧根離子濃度增大，故C錯(cuò)誤；
D．加水稀釋氯水，溶液中氫離子濃度減小，水的電離平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，故D正確；
故答案為：$\frac{c（{H}^{+}）c（C{l}^{-}）c（HClO）}{c（C{l}_{2}）}$；AD；
（3）①圖2為NaClO的質(zhì)量百分含量，在相同時(shí)間內(nèi)，NaClO的質(zhì)量百分含量改變?cè)酱�，則v（Ⅰ）＞v（Ⅱ），v（Ⅰ）時(shí)NaClO的濃度大于v（Ⅱ）時(shí)NaClO的濃度，在相同的條件下，NaClO的濃度越大分解速率越大．
故答案為：＞；
②4d～8d，NaClO的含量由6.5%變?yōu)?.1%，假設(shè)溶液體積為1L，v（NaClO）=[（6.5%-5.1%）×1g/mL×10³÷74.5g/mol]÷4d=0.047mol/（L．d）=0.047mol/（L．d）×74.5g/mol=3.5g'L^-l．d^-1，
故答案為：3.5；
（4）①a電極上產(chǎn)生的NCl₃分子，常溫下是一種黃色粘稠的油狀液體是氮原子和三個(gè)氯原子形成三對(duì)共用電子對(duì)形成的共價(jià)化合物，電子式為，
故答案為：；
②電解池中總反應(yīng)是惰性電極電解氯化銨和鹽酸生成氫氣和NCl₃，反應(yīng)的離子方程式為：NH₄⁺+2H⁺+3Cl^-$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$NCl₃+3H₂↑，NCl₃和次氯酸鈉溶液反應(yīng)生成NH₃、ClO₂、NaCl、NaOH，
故答案為：NH₄⁺+2H⁺+3Cl^-$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$NCl₃+3H₂↑；
③若電解過(guò)程中二氧化氯發(fā)生器中產(chǎn)生2.24L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）NH₃，物質(zhì)的量n（NH₃）=$\frac{2.24L}{22.4L/mol}$=0.1mol，則n（NCl₃）=0.1mol，結(jié)合元素守恒計(jì)算，NH₄⁺+2H⁺+3Cl^-$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$NCl₃+3H₂↑，生成氫氣物質(zhì)的量0.3mol，b電極上產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量=0.3mol×2g/mol=0.6g，
故答案為：0.6．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了化學(xué)反應(yīng)的能量變化、化學(xué)平衡影響因素的分析判斷、電解原理分析和計(jì)算，元素守恒的計(jì)算，圖象的綜合應(yīng)用，讀懂圖象，計(jì)算方法的理解是解題的關(guān)鍵，題目難度中等．