【題目】(1)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+O22Cl2+2H2O

已知:。藯l件下反應(yīng)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(yīng)A的熱化學(xué)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。

(2)氫氣用于工業(yè)合成氨 N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g);ΔH = -92.2 kJ·mol-1。

一定溫度下,在容積恒定的密閉容器中,一定量的N2和H2反應(yīng)達(dá)到平衡后,改變某一外界條件,正逆反應(yīng)速率與時(shí)間的關(guān)系如下圖所示,其中t4 ﹑t5 ﹑t7時(shí)刻對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)條件改變分別是t4 ;t5 t7 。

②溫度為T℃時(shí),將2nmolH2nmolN2放入0.5L密閉容器中,充分反應(yīng)后測(cè)得N2的轉(zhuǎn)化率為50﹪,此時(shí)放出熱量46.1 kJ。則n= 。

(3)科學(xué)家用氮化鎵材料與銅組裝如圖的人工光合系統(tǒng),利用該裝置成功地實(shí)現(xiàn)了以CO2和H2O合成CH4。

①寫出銅電極表面的電極反應(yīng)式

②為提高該人工光合系統(tǒng)的工作效率,可向裝置中加入少量 (選填“氫氧化鈉”或硫酸”)。

(4)傳統(tǒng)制備肼的方法是以NaClO氧化NH3,制得肼(N2H4)的稀溶液。該反應(yīng)的離子方程式是 。

【答案】(1)4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)ΔH=-115.6kJ·mol-131.9

(2)t4加入催化劑;t5減小NH3濃度t7降溫;1

(3)CO2+8e+8H=CH4+2H2O硫酸(4)ClO-+2NH3=N2H4+Cl-+H2O

【解析】

試題分析:(1)依據(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:4HClg+O2g2Cl2g+2H2OgH=-115.6 KJ/mol;

設(shè)H—O鍵的鍵能為x,H—Cl鍵的鍵能為y,則有-115.6=-2×243-4x+4y+498,化簡(jiǎn)得x-y=31.9,即斷開1 mol H—O鍵與斷開1 mol H—Cl鍵所需能量相差約為31.9kJ。

(2)t4時(shí)刻正逆反應(yīng)速率均增大,但平衡不移動(dòng),由于正反應(yīng)是體積減小的可逆反應(yīng),所以改變的條件只能是加入催化劑;t5時(shí)刻正反應(yīng)速率不變,逆反應(yīng)速率減小,平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行,所以改變的條件是減小NH3濃度;t7時(shí)刻正逆反應(yīng)速率均減小,平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行,所以改變的條件是降低溫度;

根據(jù)熱化學(xué)方程式可知參加反應(yīng)的氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量是46.1 kJ÷92.2 kJ·mol-1=0.5mol,由于氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率是50%,則n×0.5=0.5mol,所以n=1;

(3)根據(jù)示意圖可知銅電極表面產(chǎn)生甲烷,這說(shuō)明CO2得到電子結(jié)合氫離子轉(zhuǎn)化為甲烷,同時(shí)還有水生成,因此電極反應(yīng)式CO2+8e+8H=CH4+2H2O。

由于正極需要消耗氫離子,所以為提高該人工光合系統(tǒng)的工作效率,可向裝置中加入少量硫酸。

(4)NaClO氧化NH3,氧化產(chǎn)物是肼(N2H4),還原產(chǎn)物是氯化鈉,根據(jù)原子守恒可知還有水生成,因此該反應(yīng)的離子方程式是ClO-+2NH3=N2H4+Cl-+H2O。

練習(xí)冊(cè)系列答案
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反應(yīng)

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