Question

【題目】化學反應原理對化學反應的研究具有指導意義。

（1）機動車廢氣排放已成為城市大氣污染的重要來源。氣缸中生成NO的反應為：N2(g)+O2(g) 2NO(g) △H ＞0。汽車啟動后，氣缸內溫度越高，單位時間內NO排放量越大，請分析兩點可能的原因___________、_____________。

（2）由金紅石TiO2制取單質Ti，涉及到的步驟為：

TiO2TiCl4Ti

已知：①Cs＋O2g＝CO2g； H＝3935 kJ·mol1

②2COg＋O2g＝2CO2g； H＝566 kJ·mol1

③TiO2s＋2Cl2g＝TiCl4s＋O2g； H＝+141 kJ·mol1

則TiO2s＋2Cl2g＋2Cs＝TiCl4s＋2COg的H＝________________。

（3）氯氣在298K、100kPa時，在1L水中可溶解0.09mol，實驗測得溶于水的Cl2約有1/3與水反應。該反應的化學方程式為______，在上述平衡體系中加入少量NaOH固體，溶液中Cl—濃度_______（選填“增大”、“減小”或“不變”）。

（4）一定條件下，Fe3+和I—在水溶液中的反應是2I—+2Fe3+I2+2Fe2+，當反應達到平衡后，加入CCl4充分振蕩，且溫度不變，上述平衡向_______（選填“正反應”或“逆反應”）方向移動。請設計一種使該反應的化學平衡逆向移動的實驗方案_____。

（5）用Cl2生產某些含氯有機物時會產生副產物HCl。利用反應A，可實現氯的循環利用。反應A：4HCl＋O22Cl2＋2H2O

已知：ⅰ．此條件下反應A中，4 mol HCl被氧化，放出115.6 kJ的熱量。

ⅰⅰ.

①寫出此條件下，反應A的熱化學方程式___________。

②斷開1 mol H—O鍵與斷開1 mol H—Cl鍵所需能量相差約為__________kJ。

Answer 1

【答案】溫度升高，反應速率加快 溫度升高，有利于平衡反應正向進行 80 kJ·mol1 Cl2+H2O HCl + HClO 增大 正反應 加入少許鐵粉或加入少許碘（其他合理設計也可） 4HCl(g)＋O2(g) 2Cl2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－115.6 kJ·mol－1 31.9

【解析】

（1）可以從速率和平衡兩個角度進行分析；

（2）利用蓋斯定律解決問題；

（3）反應為可逆反應，利用勒夏特立原理分析離子濃度的變化；

（4）利用勒夏特列原理分析；

（5）利用ΔH=反應物的總鍵能之和-生成物的總鍵能進行計算。

（1）兩個方面考慮: ①溫度越高,化學反應速率越快②由于正反應為吸熱反應,溫度越高越有利于平衡正向移動；

答案: 溫度升高，反應速率加快 溫度升高，有利于平衡反應正向進行

（2）已知：①Cs＋O2g＝CO2g； H＝3935 kJ·mol1

②2COg＋O2g＝2CO2g； H＝566 kJ·mol1

③TiO2s＋2Cl2g＝TiCl4s＋O2g； H＝+141 kJ·mol1

根據蓋斯定律①×2-②+③可得TiO2s＋2Cl2g＋2Cs＝TiCl4s＋2COg的H＝80 kJ·mol1

答案： 80 kJ·mol1

（3）根據題意可知氯氣與水的反應為可逆反應,離子方程式:Cl2+H2OH++Cl-+HClO,在上述平衡體系中加入少量NaOH固體，H++OH-=H2O,生成物濃度減小,平衡正向移動,溶液中Cl—濃度增大;

答案: Cl2+H2OHCl + HClO 增大

（4）Fe3+和I—在水溶液中的反應是2I—+2Fe3+I2+2Fe2+，當反應達到平衡后，加入CCl4充分振蕩，CCl4可以萃取碘單質到有機層，溶液中生成物濃度減小,平衡向正反應方向移動；根據勒夏特立原理，可以采用增大生成物濃度（如加入少許碘）或者減小反應物濃度（如加入少許鐵粉，鐵可以把+3價的鐵離子還原為+2價的亞鐵離子），使平衡逆向移動；

答案：正反應 加入少許鐵粉或加入少許碘

（5）①依據反應A中，4mol HCl被氧化，放出115.6kJ的熱量，反應的熱化學方程式為：

4HCl（g）+O2（g）2Cl2（g）+2H2O（g）△H=-115.6 KJ/mol；

②依據ΔH=反應物的總鍵能之和-生成物的總鍵能計算：
4HCl（g）+O2（g）2Cl2（g）+2H2O（g）△H=-115.6 KJ/mol
4×H-Cl+498-（243×2+4×H-O）=-115.6，得到4×H-O-4×H-Cl=498-486+115.6=127.6

（H-O）-（H-Cl）=31.9

答案：4HCl(g)＋O2(g) 2Cl2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－115.6 kJ·mol－1 31.9