Question

13．回答下列问题：
（1）“霾”是当今世界环境热点话题．目前宁夏境内空气质量恶化原因之一是机动车尾气和燃煤产生的烟气．NO和CO气体均为汽车尾气的成分，这两种气体在催化转换器中发生如下反应：2NO（g）+2CO（g）$\stackrel{催化剂}{?}$2CO₂（g）+N₂（g）△H=-a kJ•mol^-1（a＞0）
在一定温度下，将2.0molNO、2.4molCO气体通入到固定容积为2L的密闭容器中，反应过程中部分物质的浓度变化如图所示：
①0～15minN₂的平均速率v（N₂）=0.0133mol/（L•min）；NO的转化率为40.0%．
②20min时，若改变反应条件，导致CO浓度减小，则改变的条件可能是cd（选填序号）．
A．缩小容器体积     B．增加CO的量
C．降低温度         D．扩大容器体积
③其它条件不变，按以下选项充入起始物质，各物质体积分数仍然不变的是C．
A．4.0molNO、4.8molCO
B．1.0molNO、1.2molCO、1.0molCO₂、0.5molN₂
C．1.6molNO、2.0molCO、0.4molCO₂、0.2molN₂
D．0.4molCO、2.0molCO₂、1molN₂
（2）实验室配制FeCl₃溶液时，将FeCl₃固体溶解在稀盐酸中，请结合离子方程式用平衡移动原理解释原因氯化铁溶液中存在如下平衡：Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺，在盐酸中氢离子浓度较大，可使平衡逆向移动，抑制铁离子水解．
（3）“氯胺（NH₂Cl）消毒法”是在用液氯处理自来水的同时通入少量氨气，发生反应：Cl₂+NH₃═NH₂Cl+HCl．NH₂Cl能与水反应生成可以杀菌消毒的物质（元素化合价不变）．
①NH₂Cl与水反应的化学方程式是NH₂Cl+H₂O=HClO+NH₃．
②在Cl₂+NH₃═NH₂Cl+HCl中，每消耗0.5molCl₂，转移电子0.5mol．

Answer 1

分析 （1）①根据v=$\frac{△c}{△t}$计算v（N₂），根据n=△c×V计算生成N₂的物质的量，根据方程式计算参加反应NO物质的量，进而计算NO的转化率；
②a．缩小容器体积，压强增大，平衡向正反应方向移动，移动结果不能消除CO浓度增大；
b．增加CO的量，CO的浓度增大；
c．降低温度，平衡向正反应方向移动；
增加NO的量，平衡正向移动；
d．扩大容器体积，压强减小，平衡向逆反应方向移动，平衡时CO浓度减小；
③改变起始投料量平衡时各物质体积分数仍然不变，说明与原平衡为等效平衡，正反应为气体体积减小的反应，恒温恒容下按化学计量数转化到方程式左边满足同种物质投料量相等，即满足n（NO）=2.0mol、n（CO）=2.4mol；
（2）Fe³⁺在溶液中水解显酸性，通过增大H⁺浓度的方式抑制Fe³⁺水解；
（3）①根据题目信息“生成可以杀菌消毒的物质”可知一种产物为HClO，根据守恒的原则，另一种产物为NH₃；
②只有Cl元素化合价发生变化，根据氯气物质的量计算HCl物质的量，结合Cl元素化合价变化计算转移电子．

解答 解：（1）①由图可知，15min N₂的浓度变化量为0.2mol/L，则v（N₂）=$\frac{0.2mol/L}{15min}$=0.0133mol/（L•min），生成氮气为2L×0.2mol/L=0.4mol，则参加反应的NO为2×0.4mol=0.8mol，故NO的转化率为$\frac{0.8mol}{2mol}$×100%=40.0%，
故答案为：0.0133mol/（L•min）；40.0%；
②a．缩小容器体积，压强增大，平衡向正反应方向移动，移动结果不能消除CO浓度增大，平衡时CO浓度增大，故a错误；
b．增加CO的量，CO的浓度增大，故b错误；
c．降低温度，平衡向正反应方向移动，CO浓度减小，故c正确；
d．扩大容器体积，压强减小，平衡向逆反应方向移动，但平衡时CO浓度减小，故d正确；
故选：cd；
③A．与原平衡相比压强增大，平衡正向移动，转化率增大，平衡时各物质的体积分数发生变化，故A错误；
B．等效为起始投入2molNO、2.2molCO，与原平衡不是等效平衡，故B错误；
C．转化到方程式左边可以得到2molNO、2.4molCO，与原平衡为等效平衡，故C正确；
D．不满足n（NO）=2.0mol、n（CO）=2.4mol，与原平衡不是等效平衡，故D错误，
故选：C；
（2）因为Fe³⁺存在水解平衡：Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺，水解后溶液显酸性，所以通过增大H⁺浓度的方式抑制Fe³⁺水解，
故答案为：氯化铁溶液中存在如下平衡：Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺，在盐酸中氢离子浓度较大，可使平衡逆向移动，抑制铁离子水解；
（3）①根据题目信息“生成可以杀菌消毒的物质”可知一种产物为HClO，根据守恒的原则，另一种产物为NH₃，方程式为NH₂Cl+H₂O=HClO+NH₃，
故答案为：NH₂Cl+H₂O=HClO+NH₃；
②只有Cl元素化合价发生变化，化合价分别由0价变化为-1价、+1价，消耗氯气的物质的量为0.5mol，生成HCl为0.5mol，则转移电子0.5mol，故答案为：0.5．

点评 本题考查化学平衡计算与影响因素、化学反应速率的计算、等效平衡、盐类水解、氧化还原反应等，是对学生综合能力的考查，需要学生具备扎实的基础与灵活应用能力，难度中等．