Question

化学反应原理对化学反应的研究具有指导意义。

（1）机动车废气排放已成为城市大气污染的重要来源。

①气缸中生成NO的反应为：N₂(g)+O₂(g) 2NO(g) △H ＞0。汽车启动后，气缸内温度越高，单位时间内NO排放量越大，请分析两点原因          、         。

②汽车汽油不完全燃烧时还产生CO，若设想按下列反应除去CO：

2CO(g)＝2C(s)＋O₂(g)  ΔH>0，该设想能否实现？ （选填“能”或“不能”），依据是 。

（2）氯气在298K、100kPa时，在1L水中可溶解0.09mol，实验测得溶于水的Cl₂约有1/3与水反应。该反应的化学方程式为                     ，在上述平衡体系中加入少量NaOH固体，溶液中Cl^—浓度              （选填“增大”、“减小”或“不变”）。

（3）一定条件下，Fe³⁺和I^—在水溶液中的反应是2I^—+2Fe³⁺I₂+2Fe²⁺，当反应达到平衡后，加入CCl₄充分振荡，且温度不变，上述平衡向           （选填“正反应”或“逆反应”）方向移动。请设计一种使该反应的化学平衡逆向移动的实验方案                  。

（4）用Cl₂生产某些含氯有机物时会产生副产物HCl。利用反应A，可实现氯的循环利用。

反应A：4HCl＋O₂2Cl₂＋2H₂O

已知：ⅰ．此条件下反应A中，4 mol HCl被氧化，放出115.6 kJ的热量。

ⅱ．

①写出此条件下，反应A的热化学方程式             。

②断开1 mol H—O键与断开1 mol H—Cl键所需能量相差约为             kJ。

Answer

（1）①温度升高，反应速率加快，温度升高，有利于平衡反应正向进行；②不能，该反应是焓增、熵减的反应，任何温度下均不能自发进行；

（2）Cl2+H2O HCl + HclO，增大；

（3）正反应，加入少许铁粉或加入少许碘（其他合理设计即可）

（4）①4HCl(g)＋O2(g) 2Cl2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－115.6 kJ·mol－1，31.9

【解析】

试题分析：（1）①气缸中生成NO的反应为：N2(g)+O2(g) 2NO(g) △H ＞0。汽车启动后，气缸内温度越高，反应速率越快，单位时间内NO排放量越大；该反应吸热，升高温度平衡正向移动，温度越高，单位时间内NO排放量越大。

②汽车汽油不完全燃烧时还产生CO，若设想按下列反应除去CO：

2CO(g)＝2C(s)＋O2(g) ΔH>0，ΔS<0， ，任何温度下均不能自发进行。

（2）Cl2与水反应是可逆反应，反应的化学方程式为Cl2+H2O HCl + HClO，在上述平衡体系中加入少量NaOH固体，消耗盐酸、次氯酸，Cl2+H2O HCl + HclO平衡正向移动，溶液中Cl—浓度 增大。

（3）一定条件下，Fe3+和I—在水溶液中的反应是2I—+2Fe3+I2+2Fe2+，当反应达到平衡后，加入CCl4充分振荡，溶液中碘的浓度减小，述平衡向正反应方向移动。加入少许铁粉或加入少许碘可使化学平衡逆向移动。

（4）反应A：4HCl＋O22Cl2＋2H2O

已知：ⅰ．此条件下反应A中，4 mol HCl被氧化，放出115.6 kJ的热量。

ⅱ．

①反应A的热化学方程式4HCl(g)＋O2(g) 2Cl2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－115.6 kJ·mol－1。

②设H—Cl键的键能为x，H—O键的键能为y，反应物的总键能-生成物的总键能=焓变，即4x+498-2×243-4y=－115.6，y-x=31.9kJ。

考点：本题考查化学平衡、反应速率、反应方向。