Question

【题目】运用化学反应原理研究化学反应有重要意义。

（1）一氯胺（NH2Cl）是饮用水的二级消毒剂，水解生成一种具有强烈杀菌消毒作用的物质：

①NH2Cl中Cl元素的化合价为_____________。

②NH2Cl发生水解反应的化学方程式为_____________________________。

（2）SO2和CO均为燃煤产生的烟道气中有害成分，在催化作用下可利用二者相互反应进行无害化处理并回收硫。有关资料如图1所示。则：

①常温常压下，质量均为11.2g的CO（g）和S（s）分别完全燃烧生成CO2（g）或SO2（g），放出的热量前者比后者多________kJ。

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

（3）在一定条件下，向恒容密闭容器中充入1.0molCO2和3.0molH2，在一定温度范围内发生如下转化：CO2（g）+3H2（g）=CH3OH（g）+H2O（g） △H=-xkJ/mol x>0）。在不同催化剂作用下，相同时间内CO2的转化率随温度的变化如图2所示：

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

②此反应在a点时已达到平衡状态，a点的转化率比c点高的原因是_____________

（4）常温下，H2CO3的电离常数为：Ka1=4×10－7，Ka2=4×10－11。已知0.1mol/LNH4HCO3溶液的pH=8，则在此溶液中：

①下列有关离子浓度的关系式中，不正确的是_____（填序号）

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=________（结果保留三位有效数字）。

Answer 1

【答案】+1 NH2Cl＋H2O=NH3＋HClO（或NH2Cl＋2H2O=NH3·H2O＋HClO） 9.6 +270.0kJ/mol I > 该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动 B 6.25

【解析】

（1）发生水解反应时，元素的化合价一般不发生变化，一氯胺（NH2Cl）水解时能生成有强烈杀菌消毒作用的物质（HClO），可知Cl元素的化合价为+1价；水解的方程式为：NH2Cl+H2O=NH3+HClO（或NH2Cl＋2H2O=NH3·H2O＋HClO），故答案为：+1；NH2Cl+H2O=NH3+HClO（或NH2Cl＋2H2O=NH3·H2O＋HClO）；

（2）11.2gCO的物质的量为0.4mol，完全燃烧生成CO2放出的热量为283.0kJ×0.4=113.2kJ；11.2gS的物质的量为0.35mol，完全燃烧生成SO2放出的热量为296.0kJ×0.35=103.6kJ，前者比后者放出的热量多9.6kJ；SO2（g）+2CO（g）=S（s）+2CO2（g） △H=296.0kJ/mol－283.0kJ/mol×2=+270.0kJ/mol；故答案为：9.6；+270.0kJ/mol；

（3）根据图2，相同温度时，在催化剂Ⅰ的作用下，反应相同时间CO2的转化率最大，因此催化剂Ⅰ的效果最好；b点时反应还未达到平衡状态，CO2的转化率还会继续增加，反应正向进行，因此v(正)＞v(逆)；该反应为放热反应，a点时达到平衡，从a点到c点，温度升高，平衡逆向移动，CO2的转化率下降，故答案为：Ⅰ；＞；该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动；

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

①A. 由于NH4HCO3溶液中HCO3-水解的程度更大，离子浓度大小顺序为c(NH4＋)>c(HCO3－)>c(OH－)>c(H＋)，A项正确；

B.NH4+达到水解平衡后，在溶液中的存在形式为NH4+、NH3·H2O，HCO3-达到电离、水解平衡后，在溶液中的存在形式为HCO3-、CO32-、H2CO3，因此物料守恒式为：c(NH4＋)+c(NH3·H2O)=c(HCO3－)+c(H2CO3)+c(CO32-)，B项错误；

C.列出电荷守恒式：c(NH4＋)+c(H+)=c(HCO3－)+2c(CO32-)+c(OH-)，与上述物料守恒式联立，得到：c(NH3·H2O) +c(CO32-)+c(OH-)= c(H+)+ c(H2CO3)，则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项正确；故答案为：B；

②===6.25，故答案为：6.25。