Question

【题目】氯及其化合物在生活和生产中应用广泛。

(1)已知：900 K时，4HCl(g)＋O2(g)2Cl2(g)＋2H2O(g)，反应自发。

①该反应是放热还是吸热，判断并说明理由___________________________。

②900 K时，体积比为4∶1的HCl和O2在恒温恒容的密闭容器中发生反应，HCl的平衡转化率α(HCl)随压强(p)变化曲线如图。保持其他条件不变，升温到T K(假定反应历程不变)，请画出压强在1.5×105～4.5×105Pa范围内，HCl的平衡转化率α(HCl)随压强(p)变化曲线示意图。_____________________

(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写出在溶液中NaClO分解生成NaClO3的热化学方程式：________________________________。

②用过量的冷NaOH溶液吸收氯气，制得NaClO溶液(不含NaClO3)，此时ClO－的浓度为c0 mol·L－1；加热时NaClO转化为NaClO3，测得t时刻溶液中ClO－浓度为ct mol·L－1，写出该时刻溶液中Cl－浓度的表达式：c(Cl－)＝________________(用c0、ct表示)mol·L－1。

③有研究表明，生成NaClO3的反应分两步进行：

Ⅰ.2ClO－===ClO＋ Cl－

Ⅱ.ClO＋ClO－===ClO＋Cl－

常温下，反应Ⅱ能快速进行，但氯气与NaOH溶液反应很难得到NaClO3，试用碰撞理论解释其原因：______________________________________________________。

Answer 1

【答案】 放热反应，ΔS<0且反应自发 3NaClO(aq)===2NaCl(aq)＋NaClO3(aq) ΔH＝－116 kJ·mol－1 c0＋(或) 反应Ⅰ的活化能高，活化分子百分数低，不利于ClO－向ClO转化

【解析】(1)①900Κ时，4HCl(g)+O22Cl2(g)+2H2O(g)，△S＜0，反应自发满足△H-T△S＜0，△H＜0，故答案为：放热，△S＜0，反应自发满足△H-T△S＜0；

②900K时，体积比为4：1的HCl和O2在恒温恒容的密闭容器中发生反应，HCl的平衡转化率α(HCl)随压强(P)变化曲线如图。保持其他条件不变，升温到TK，平衡逆向进行，HCl转化率减小，随压强增大平衡正向进行，HCl转化率增大，据此画出图象为：，故答案为：；

(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，盖斯定律计算Ⅱ-Ⅰ×3得到NaClO分解生成NaClO3的热化学方程式：

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

②用过量的冷NaOH溶液吸收氯气，制得NaClO溶液(不含NaClO3)，此时ClO-的浓度为c0molL-1，则Cl2(g)+2NaOH(aq)=NaCl(aq)+NaClO(aq)+H2O(l)反应中生成氯离子浓度为c0molL-1，加热时NaClO转化为NaClO3，测得t时刻溶液中ClO-浓度为c1molL-1，反应的次氯酸钠浓度=c0molL-1-c1molL-1

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

3 2

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

该时刻溶液中Cl-浓度的表达式：c0molL-1+×(c0molL-1-c1molL-1 )= ，故答案为： ；

③③常温下，反应II能快速进行，但氯气与NaOH溶液反应很难得到NaClO3，说明反应进行决定于反应Ⅰ，反应Ⅰ的活化能高，活化分子百分数低，不利于ClO-向ClO3-转化，故答案为：反应Ⅰ的活化能高，活化分子百分数低，不利于ClO-向ClO3-转化。