Question

【題目】氯及其化合物在生活和生產中應用廣泛。

(1)已知：900 K時，4HCl(g)＋O2(g)2Cl2(g)＋2H2O(g)，反應自發。

①該反應是放熱還是吸熱，判斷并說明理由___________________________。

②900 K時，體積比為4∶1的HCl和O2在恒溫恒容的密閉容器中發生反應，HCl的平衡轉化率α(HCl)隨壓強(p)變化曲線如圖。保持其他條件不變，升溫到T K(假定反應歷程不變)，請畫出壓強在1.5×105～4.5×105Pa范圍內，HCl的平衡轉化率α(HCl)隨壓強(p)變化曲線示意圖。_____________________

(2)已知：Cl2(g)＋2NaOH(aq)===NaCl(aq)＋NaClO(aq)＋H2O(l)　 ΔHl＝－102 kJ·mol－1

3Cl2(g)＋6NaOH(aq)===5NaCl(aq)＋NaClO3(aq)＋3H2O(l)　ΔH2＝－422 kJ·mol－1

①寫出在溶液中NaClO分解生成NaClO3的熱化學方程式：________________________________。

②用過量的冷NaOH溶液吸收氯氣，制得NaClO溶液(不含NaClO3)，此時ClO－的濃度為c0 mol·L－1；加熱時NaClO轉化為NaClO3，測得t時刻溶液中ClO－濃度為ct mol·L－1，寫出該時刻溶液中Cl－濃度的表達式：c(Cl－)＝________________(用c0、ct表示)mol·L－1。

③有研究表明，生成NaClO3的反應分兩步進行：

Ⅰ.2ClO－===ClO＋ Cl－

Ⅱ.ClO＋ClO－===ClO＋Cl－

常溫下，反應Ⅱ能快速進行，但氯氣與NaOH溶液反應很難得到NaClO3，試用碰撞理論解釋其原因：______________________________________________________。

Answer 1

【答案】 放熱反應，ΔS<0且反應自發 3NaClO(aq)===2NaCl(aq)＋NaClO3(aq) ΔH＝－116 kJ·mol－1 c0＋(或) 反應Ⅰ的活化能高，活化分子百分數低，不利于ClO－向ClO轉化

【解析】(1)①900Κ時，4HCl(g)+O22Cl2(g)+2H2O(g)，△S＜0，反應自發滿足△H-T△S＜0，△H＜0，故答案為：放熱，△S＜0，反應自發滿足△H-T△S＜0；

②900K時，體積比為4：1的HCl和O2在恒溫恒容的密閉容器中發生反應，HCl的平衡轉化率α(HCl)隨壓強(P)變化曲線如圖。保持其他條件不變，升溫到TK，平衡逆向進行，HCl轉化率減小，隨壓強增大平衡正向進行，HCl轉化率增大，據此畫出圖象為：，故答案為：；

(2)①Ⅰ．Cl2(g)+2NaOH(aq)=NaCl(aq)+NaClO(aq)+H2O(l)△Hl=-102kJmol-1，Ⅱ.3Cl2(g)+6NaOH(aq)=5NaCl(aq)+NaClO3(aq)+3H2O(1)△H2=-422kJmol-1，蓋斯定律計算Ⅱ-Ⅰ×3得到NaClO分解生成NaClO3的熱化學方程式：

3NaClO(aq)=2NaCl(aq)+NaClO3(aq)△H=-116KJ/mol，故答案為：3NaClO(aq)=2NaCl(aq)+NaClO3(aq)△H=-116KJ/mol；

②用過量的冷NaOH溶液吸收氯氣，制得NaClO溶液(不含NaClO3)，此時ClO-的濃度為c0molL-1，則Cl2(g)+2NaOH(aq)=NaCl(aq)+NaClO(aq)+H2O(l)反應中生成氯離子濃度為c0molL-1，加熱時NaClO轉化為NaClO3，測得t時刻溶液中ClO-濃度為c1molL-1，反應的次氯酸鈉濃度=c0molL-1-c1molL-1

3NaClO(aq)=2NaCl(aq)+NaClO3(aq)

3 2

c0molL-1-c1molL-1 ×(c0molL-1-c1molL-1)

該時刻溶液中Cl-濃度的表達式：c0molL-1+×(c0molL-1-c1molL-1 )= ，故答案為： ；

③③常溫下，反應II能快速進行，但氯氣與NaOH溶液反應很難得到NaClO3，說明反應進行決定于反應Ⅰ，反應Ⅰ的活化能高，活化分子百分數低，不利于ClO-向ClO3-轉化，故答案為：反應Ⅰ的活化能高，活化分子百分數低，不利于ClO-向ClO3-轉化。