Question

【题目】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。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，请分析两点可能的原因___________、_____________。

（2）由金红石TiO2制取单质Ti，涉及到的步骤为：

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

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

（3）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”）。

（4）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_____。

（5）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

【答案】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 80 kJ·mol1 Cl2+H2O HCl + HClO 增大 正反应 加入少许铁粉或加入少许碘（其他合理设计也可） 4HCl(g)＋O2(g) 2Cl2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－115.6 kJ·mol－1 31.9

【解析】

（1）可以从速率和平衡两个角度进行分析；

（2）利用盖斯定律解决问题；

（3）反应为可逆反应，利用勒夏特立原理分析离子浓度的变化；

（4）利用勒夏特列原理分析；

（5）利用ΔH=反应物的总键能之和-生成物的总键能进行计算。

（1）两个方面考虑: ①温度越高,化学反应速率越快②由于正反应为吸热反应,温度越高越有利于平衡正向移动；

答案: 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）已知：①Cs＋O2g＝CO2g； H＝3935 kJ·mol1

②2COg＋O2g＝2CO2g； H＝566 kJ·mol1

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

根据盖斯定律①×2-②+③可得TiO2s＋2Cl2g＋2Cs＝TiCl4s＋2COg的H＝80 kJ·mol1

答案： 80 kJ·mol1

（3）根据题意可知氯气与水的反应为可逆反应,离子方程式:Cl2+H2OH++Cl-+HClO,在上述平衡体系中加入少量NaOH固体，H++OH-=H2O,生成物浓度减小,平衡正向移动,溶液中Cl—浓度增大;

答案: Cl2+H2OHCl + HClO 增大

（4）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，CCl4可以萃取碘单质到有机层，溶液中生成物浓度减小,平衡向正反应方向移动；根据勒夏特立原理，可以采用增大生成物浓度（如加入少许碘）或者减小反应物浓度（如加入少许铁粉，铁可以把+3价的铁离子还原为+2价的亚铁离子），使平衡逆向移动；

答案：正反应 加入少许铁粉或加入少许碘

（5）①依据反应A中，4mol HCl被氧化，放出115.6kJ的热量，反应的热化学方程式为：

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

②依据ΔH=反应物的总键能之和-生成物的总键能计算：
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