Question

5．化學(xué)反應(yīng)原理對(duì)化學(xué)反應(yīng)的研究具有指導(dǎo)意義．
（1）機(jī)動(dòng)車廢氣排放已成為城市大氣污染的重要來源．
①氣缸中生成NO的反應(yīng)為：N₂（g）+O₂（g）?2NO（g）△H＞0．汽車啟動(dòng)后，氣缸內(nèi)溫度越高，單位時(shí)間內(nèi)NO排放量越大，請(qǐng)分析兩點(diǎn)原因溫度升高，反應(yīng)速率加快、溫度升高，有利于平衡反應(yīng)正向進(jìn)行．
②汽車汽油不完全燃燒時(shí)還產(chǎn)生CO，若設(shè)想按下列反應(yīng)除去CO：
2CO（g）=2C（s）+O₂（g）△H＞0，該設(shè)想能否實(shí)現(xiàn)？不能（選填“能”或“不能”），依據(jù)是該反應(yīng)是焓增、熵減的反應(yīng)，任何溫度下均不能自發(fā)進(jìn)行．
（2）氯氣在298K、100kPa時(shí)，在1L水中可溶解0.09mol，實(shí)驗(yàn)測(cè)得溶于水的Cl₂約有1/3與水反應(yīng)．該反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cl₂+H₂O?H⁺+Cl^-+HClO，在上述平衡體系中加入少量NaOH固體，溶液中Cl^-濃度增大（選填“增大”、“減小”或“不變”）．
（3）一定條件下，F(xiàn)e³⁺和I^-在水溶液中的反應(yīng)是2I^-+2Fe³⁺?I₂+2Fe²⁺，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡后，加入CCl₄充分振蕩，且溫度不變，上述平衡向正反應(yīng)（選填“正反應(yīng)”或“逆反應(yīng)”）方向移動(dòng)．請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一種使該反應(yīng)的化學(xué)平衡逆向移動(dòng)的實(shí)驗(yàn)方案加入少許鐵粉或加入少許碘．
（4）用Cl₂生產(chǎn)某些含氯有機(jī)物時(shí)會(huì)產(chǎn)生副產(chǎn)物HCl．利用反應(yīng)A，可實(shí)現(xiàn)氯的循環(huán)利用．
反應(yīng)A：4HCl+O₂$?_{400℃}^{CuO/CuCl_{2}}$2Cl₂+2H₂O
已知：�。�此條件下反應(yīng)A中，4mol HCl被氧化，放出115.6kJ的熱量．
ⅱ．
①寫出此條件下，反應(yīng)A的熱化學(xué)方程式4HCl（g）+O₂（g）$?_{400℃}^{CuO/CuCl_{2}}$2Cl₂（g）+2H₂O（g）△H=-115.6kJ•mol^-1．
②斷開1mol H-O鍵與斷開1mol H-Cl鍵所需能量相差約為31.9kJ．

Answer 1

分析 （1）①依據(jù)影響化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的因素分析判斷；
②依據(jù)反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的條件是△H-T△S＜0分析判斷；
（2）氯氣與水反應(yīng)生成鹽酸和次氯酸，次氯酸是弱電解質(zhì)；
加入氫氧化鈉，溶液中的氫氧根離子，和氫離子反應(yīng)，平衡正向進(jìn)行；
（3）加入CCl₄萃取了I₂，減小了生成物濃度，反應(yīng)速率降低，從而使得v（正）＞v（逆），導(dǎo)致平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)；增大生成物濃度或減小反應(yīng)物濃度平衡逆向移動(dòng)；
（4）①反應(yīng)A中，4mol HCl被氧化，放出115.6kJ的熱量，依據(jù)熱化學(xué)方程式書寫方法，標(biāo)注物質(zhì)聚集狀態(tài)和對(duì)應(yīng)焓變寫出；
②依據(jù)反應(yīng)A中，4mol HCl被氧化，放出115.6kJ的熱量，焓變=反應(yīng)物斷鍵吸收熱量-生成物形成化學(xué)鍵放出熱量計(jì)算．

解答 解：（1）①N₂（g）+O₂（g）═2NO（g）△H＞0，反應(yīng)時(shí)氣體體積不變的吸熱反應(yīng)，溫度升高，反應(yīng)速率加快，平衡右移，單位時(shí)間內(nèi)NO排放量越大；
故答案為：溫度升高，反應(yīng)速率加快；溫度升高，有利于平衡反應(yīng)正向進(jìn)行；
②2CO（g）=2C（s）+O₂（g）△H＞0，反應(yīng)是焓變?cè)龃�，熵變減小的反應(yīng)，△H＞0，△S＜0，則△H-T△S＞0，反應(yīng)任何溫度下都不能自發(fā)進(jìn)行；
故答案為：不能；該反應(yīng)是焓增、熵減的反應(yīng)，任何溫度下均不能自發(fā)進(jìn)行；
（2）氯氣與水反應(yīng)生成鹽酸和次氯酸，反應(yīng)的離子方程式為：Cl₂+H₂O?H⁺+Cl^-+HClO；在上述平衡體系中加入少量NaOH固體，會(huì)和平衡狀態(tài)下的氫離子反應(yīng)，平衡正向進(jìn)行，溶液中Cl^-濃度增大；
故答案為：Cl₂+H₂O?H⁺+Cl^-+HClO；增大；
（3）加入CCl₄萃取了I₂，減小了生成物濃度，反應(yīng)速率降低，從而使得v（正）＞v（逆），導(dǎo)致平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)；
增大生成物濃度或減小反應(yīng)物濃度平衡逆向移動(dòng)，加入少許鐵粉可以與三價(jià)鐵離子反應(yīng)，減小反應(yīng)物濃度，加入少許碘，增大生成物的濃度，平衡均逆向移動(dòng)．
故答案為：正反應(yīng)；加入少許鐵粉或加入少許碘；
（4）①據(jù)反應(yīng)A中，4mol HCl被氧化，放出115.6kJ的熱量，反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：4HCl（g）+O₂（g） $?_{400℃}^{CuO/CuCl_{2}}$2Cl₂（g）+2H₂O（g）△H=-115.6 kJ•mol^-1，
故答案為：4HCl（g）+O₂（g） $?_{400℃}^{CuO/CuCl_{2}}$2Cl₂（g）+2H₂O（g）△H=-115.6 kJ•mol^-1；
②焓變=反應(yīng)物斷鍵吸收熱量-生成物形成化學(xué)鍵放出熱量，4HCl（g）+O₂（g）?2Cl₂（g）+2H₂O（g）△H=-115.6 KJ/mol，
4×E（H-Cl）+498-[243×2+4×E（H-O）]=-115.6，得到4×E（H-O）-4×E（H-Cl）=498-486+115.6=127.6
E（H-O）-E（H-Cl）=31.9，
故答案為：31.9．

點(diǎn)評(píng) 本題考查較為綜合，涉及化學(xué)平衡、化學(xué)反應(yīng)與能量等知識(shí)的考查，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重于學(xué)生的分析、計(jì)算能力的考查，注意把握蓋斯定律的應(yīng)用，難度不大．