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）．

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
（3）漂白液的有效成分是NaClO，研究漂白液的穩(wěn)定性對
其生產(chǎn)和保存有實(shí)際意義．圖1是30℃時，三種漂白液中NaClO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨時間的變化關(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，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）①一般來說濃度越大，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氯原子形成三對共用電子對形成的共價化合物；
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，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，在相同時間內(nèi)，NaClO的質(zhì)量百分含量改變越大，則v（Ⅰ）＞v（Ⅱ），v（Ⅰ）時NaClO的濃度大于v（Ⅱ）時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氯原子形成三對共用電子對形成的共價化合物，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 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．