Question

【題目】碳和氧元素及其化合物與人類(lèi)的生產(chǎn)、生活密切相關(guān)。

I.氯的化合物合成、轉(zhuǎn)化一直是科學(xué)研究的熱點(diǎn)。

（1）一定條件下，氯氣與氨氣反應(yīng)可以制備氣態(tài)氯胺（NH2Cl），己知部分化學(xué)鍵的鍵能:

化學(xué)鍵	N-H	Cl-Cl	N-Cl	H-Cl
鍵能/KJmol-1	391.3	243.0	191.2	431.8

則上述反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為:__________________。

（2）氯胺是一種長(zhǎng)效緩釋含氯消毒劑，有緩慢而持久的殺菌作用，可以殺死H7N9禽流感病毒，其消毒原理為與水緩慢反應(yīng)生成強(qiáng)氧化性的物質(zhì)，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____________。

II.碳的化合物的轉(zhuǎn)換在生產(chǎn)、生活中具有重要的應(yīng)用。特別是CO2的低碳轉(zhuǎn)型對(duì)抵御氣候變化具有重要意義。

（3）在三個(gè)容積均為1L的密閉容器中以不同的氫碳比充入H2和CO2，在一定條件下發(fā)生反應(yīng)：2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g) △H，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系如圖所示（α、β、2.0分別代表三種氫碳比時(shí)的變化曲線）。

請(qǐng)回答下列問(wèn)題:

①反應(yīng)的△H______0，氫碳比α____β，Q點(diǎn)v(正)_____v(逆)（填“>”或“<”、“=”）

②若起始時(shí)，CO2的濃度分別為0.5mol/L，則P點(diǎn)對(duì)應(yīng)溫度度的平衡常數(shù)的值為________。

（4）己知：碳酸 H2CO3: K1=4.3×10-7、K2=5.6×10-11；

草酸 H2C2O4: K1=6.0×10-2、K2=6.0×10-5

① 下列微粒可以大量共存的是_______(填字母)。

a.CO32-、HC2O4- b.H2CO3、C2O42- c. C2O42-、HCO3- d.H2C2O4、HCO3-

②若將等物質(zhì)的量濃度的草酸溶液和碳酸溶液等體積混合，溶液中各種離子(除OH-外)濃度由大到小的順序是_________。

Answer 1

【答案】 NH3(g)+Cl2(g)=NH2Cl(g)+HCl(g) △H=+11.3kJ·mol-1 NH2Cl+H2O=NH3+HClO或NH2Cl+2H2O=NH3·H2O+HClO < > > 512 b c c(H+)>c(HC2O4-)>c(C2O42-)>c(HCO3-)>c(CO32-)

【解析】I、（1）一定條件下，氯氣與氨氣反應(yīng)生成氯胺(NH2C1)和HCl氣體，其化學(xué)方程式為：NH3+Cl2=NH2Cl+HCl，反應(yīng)時(shí)舊鍵的斷裂需要吸熱，形成新的化學(xué)鍵放熱，則根據(jù)化學(xué)鍵的鍵能可知△H=3×391.3 kJ/mol+243.0kJ/mol-2×391.3 kJ/mol-191.2kJ/mol-431.8 kJ/mol =+11.3kJ/mol，則上述反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：NH3(g)+Cl2(g)=NH2Cl(g)+HCl(g) △H=+11.3kJ/mol；（2）氯胺與水緩慢反應(yīng)NH2-與水電離出來(lái)的H+結(jié)合成氨氣，Cl+與OH-結(jié)合生成強(qiáng)氧化性的物質(zhì)HClO，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為NH2Cl+ H2ONH3+HClO或NH2Cl+ 2H2ONH3·H2O +HClO；Ⅱ、（3）根據(jù)圖像可知，隨著溫度的升高CO2的轉(zhuǎn)化率降低，則升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，逆反應(yīng)方向吸熱，正反應(yīng)方向放熱，△H小于0；氫碳比越大，CO2的轉(zhuǎn)化率越大，根據(jù)圖像可知，氫碳比。在氫碳比為2.0時(shí)，Q點(diǎn)的CO2的轉(zhuǎn)化率小于P點(diǎn)，反應(yīng)會(huì)繼續(xù)向右進(jìn)行，達(dá)到平衡，v(正)大于v(逆)；②P點(diǎn)CO2的平衡轉(zhuǎn)化率為50%，平衡時(shí)CO2、H2、C2H4、H2O的濃度分別為0.25mol/L、0.25mol/L、0.125mol/L、0.5mol/L，此時(shí)；（4）①根據(jù)碳酸和草酸的電離平衡常數(shù)可知，酸性：H2C2O4> HC2O4- > H2CO3> HCO3-，a.CO32-與HC2O4-反應(yīng)生成HCO3-和C2O42-而不能大量共存；b.H2CO3與C2O42-不反應(yīng)，能大量共存；c. C2O42-與HCO3-不反應(yīng)，能大量共存；d.H2C2O4與HCO3-反應(yīng)生成HC2O4-、CO2和H2O而不能大量共存，答案選bc；②二元弱酸第一步電離比第二步電離強(qiáng)得多，根據(jù)碳酸和草酸的電離平衡常數(shù)可知，若將等物質(zhì)的量濃度的草酸溶液和碳酸溶液等體積混合，溶液中氫離子濃度最大，草酸的第二步電離比碳酸的第一步電離程度大，故各種離子(除OH－外)濃度由大到小的順序是：c(H+)>c(HC2O4-)>c(C2O42-)>c(HCO3-)>c(CO32-)。