Question

【題目】運用化學反應原理研究化學反應有重要意義。

（1）一氯胺（NH2Cl）是飲用水的二級消毒劑，水解生成一種具有強烈殺菌消毒作用的物質：

①NH2Cl中Cl元素的化合價為_____________。

②NH2Cl發生水解反應的化學方程式為_____________________________。

（2）SO2和CO均為燃煤產生的煙道氣中有害成分，在催化作用下可利用二者相互反應進行無害化處理并回收硫。有關資料如圖1所示。則：

①常溫常壓下，質量均為11.2g的CO（g）和S（s）分別完全燃燒生成CO2（g）或SO2（g），放出的熱量前者比后者多________kJ。

②SO2（g）+2CO（g）=S（s）+2CO2（g） △H=___________________.

（3）在一定條件下，向恒容密閉容器中充入1.0molCO2和3.0molH2，在一定溫度范圍內發生如下轉化：CO2（g）+3H2（g）=CH3OH（g）+H2O（g） △H=-xkJ/mol x>0）。在不同催化劑作用下，相同時間內CO2的轉化率隨溫度的變化如圖2所示：

①催化效果最佳的是催化劑__________（選填“I”、“Ⅱ”或“Ⅲ”）；b點v(正)___v(逆)（選填“>”、“<”或“=”）

②此反應在a點時已達到平衡狀態，a點的轉化率比c點高的原因是_____________

（4）常溫下，H2CO3的電離常數為：Ka1=4×10－7，Ka2=4×10－11。已知0.1mol/LNH4HCO3溶液的pH=8，則在此溶液中：

①下列有關離子濃度的關系式中，不正確的是_____（填序號）

A．c(NH4＋)>c(HCO3－)>c(OH－)>c(H＋)

B．c(NH4＋)＋c(NH3·H2O)=c(HCO3－)＋c(H2CO3)

C．c(H2CO3)－c(CO32－)－c(NH3·H2O)=9.9×10－7mol·L－1

②=________（結果保留三位有效數字）。

Answer 1

【答案】+1 NH2Cl＋H2O=NH3＋HClO（或NH2Cl＋2H2O=NH3·H2O＋HClO） 9.6 +270.0kJ/mol I > 該反應為放熱反應，升高溫度，平衡逆向移動 B 6.25

【解析】

（1）發生水解反應時，元素的化合價一般不發生變化，一氯胺（NH2Cl）水解時能生成有強烈殺菌消毒作用的物質（HClO），可知Cl元素的化合價為+1價；水解的方程式為：NH2Cl+H2O=NH3+HClO（或NH2Cl＋2H2O=NH3·H2O＋HClO），故答案為：+1；NH2Cl+H2O=NH3+HClO（或NH2Cl＋2H2O=NH3·H2O＋HClO）；

（2）11.2gCO的物質的量為0.4mol，完全燃燒生成CO2放出的熱量為283.0kJ×0.4=113.2kJ；11.2gS的物質的量為0.35mol，完全燃燒生成SO2放出的熱量為296.0kJ×0.35=103.6kJ，前者比后者放出的熱量多9.6kJ；SO2（g）+2CO（g）=S（s）+2CO2（g） △H=296.0kJ/mol－283.0kJ/mol×2=+270.0kJ/mol；故答案為：9.6；+270.0kJ/mol；

（3）根據圖2，相同溫度時，在催化劑Ⅰ的作用下，反應相同時間CO2的轉化率最大，因此催化劑Ⅰ的效果最好；b點時反應還未達到平衡狀態，CO2的轉化率還會繼續增加，反應正向進行，因此v(正)＞v(逆)；該反應為放熱反應，a點時達到平衡，從a點到c點，溫度升高，平衡逆向移動，CO2的轉化率下降，故答案為：Ⅰ；＞；該反應為放熱反應，升高溫度，平衡逆向移動；

（4）0.1mol/LNH4HCO3溶液中，NH4+水解：NH4++H2ONH3·H2O+H+，HCO3-水解：HCO3-+H2OH2CO3+OH-，溶液pH=8，說明HCO3-水解的程度更大；

①A. 由于NH4HCO3溶液中HCO3-水解的程度更大，離子濃度大小順序為c(NH4＋)>c(HCO3－)>c(OH－)>c(H＋)，A項正確；

B.NH4+達到水解平衡后，在溶液中的存在形式為NH4+、NH3·H2O，HCO3-達到電離、水解平衡后，在溶液中的存在形式為HCO3-、CO32-、H2CO3，因此物料守恒式為：c(NH4＋)+c(NH3·H2O)=c(HCO3－)+c(H2CO3)+c(CO32-)，B項錯誤；

C.列出電荷守恒式：c(NH4＋)+c(H+)=c(HCO3－)+2c(CO32-)+c(OH-)，與上述物料守恒式聯立，得到：c(NH3·H2O) +c(CO32-)+c(OH-)= c(H+)+ c(H2CO3)，則c(H2CO3)－c(CO32－)－c(NH3·H2O)=c(OH-)－c(H+)=10-6 mol·L－1－10-8 mol·L－1=9.9×10－7mol·L－1，C項正確；故答案為：B；

②===6.25，故答案為：6.25。