Question

16．回答下列問題：
（1）“霾”是當今世界環境熱點話題．目前寧夏境內空氣質量惡化原因之一是機動車尾氣和燃煤產生的煙氣．NO和CO氣體均為汽車尾氣的成分，這兩種氣體在催化轉換器中發生如下反應：2NO（g）+2CO（g）$\stackrel{催化劑}{?}$2CO₂（g）+N₂（g）△H=-a kJ•mol^-1（a＞0）
在一定溫度下，將2.0mol NO、2.4mol CO氣體通入到固定容積為2L的密閉容器中，反應過程中部分物質的濃度變化如圖所示：
①0～15min N₂的平均速率v（N₂）=0.013mol/（L•min）；NO的轉化率為40%．
②20min時，若改變反應條件，導致CO濃度減小，則改變的條件可能是CD（選填序號）．
A．縮小容器體積     B．增加CO的量
C．降低溫度         D．擴大容器體積
③其它條件不變，按以下選項充入起始物質，各物質體積分數仍然不變的是CD．
A．4.0mol NO、4.8mol CO
B．1.0mol NO、1.2mol CO、1.0mol CO₂、0.5mol N₂
C．1.6mol NO、2.0mol CO、0.4mol CO₂、0.2mol N₂
D．0.4mol CO、2.0mol CO₂、1mol N₂
（2）實驗室配制FeCl₃溶液時，將FeCl₃固體溶解在稀鹽酸中，請結合離子方程式用平衡移動原理解釋原因氯化鐵溶液中存在如下平衡：Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺，增大H⁺濃度，平衡逆向移動，抑制FeCl₃水解．
（3）“氯胺（NH₂Cl）消毒法”是在用液氯處理自來水的同時通入少量氨氣，發生反應：Cl₂+NH₃═NH₂Cl+HCl．NH₂Cl能與水反應生成可以殺菌消毒的物質（元素化合價不變）．
①NH₂Cl與水反應的化學方程式是NH₂Cl+H₂O=HClO+NH₃．
②在Cl₂+NH₃═NH₂Cl+HCl中，每消耗0.5mol Cl₂，轉移電子0.5mol mol．

Answer 1

分析 （1）①根據v=$\frac{△c}{△t}$計算v（N₂），根據n=△c×V計算生成N₂的物質的量，根據方程式計算參加反應NO物質的量，進而計算NO的轉化率；
②A．縮小容器體積，壓強增大，平衡向正反應方向移動，移動結果不能消除CO濃度增大；
B．增加CO的量，CO的濃度增大；
C．降低溫度，平衡向正反應方向移動；
D．擴大容器體積，壓強減小，平衡向逆反應方向移動，平衡時CO濃度減小；
③改變起始投料量平衡時各物質體積分數仍然不變，說明與原平衡為等效平衡，正反應為氣體體積減小的反應，恒溫恒容下按化學計量數轉化到方程式左邊滿足同種物質投料量相等，即滿足n（NO）=2.0mol、n（CO）=2.4mol；
（2）Fe³⁺在溶液中水解顯酸性，通過增大H⁺濃度的方式抑制Fe³⁺水解；
（3）①根據題目信息“生成可以殺菌消毒的物質”可知一種產物為HClO，根據守恒的原則，另一種產物為NH₃；
②只有Cl元素化合價發生變化，根據氯氣物質的量計算HCl物質的量，結合Cl元素化合價變化計算轉移電子．

解答 解：（1）①由圖可知，15min N₂的濃度變化量為0.2mol/L，則v（N₂）=$\frac{0.2mol/L}{15min}$≈0.013mol/（L•min），生成氮氣為2L×0.2mol/L=0.4mol，則參加反應的NO為2×0.4mol=0.8mol，故NO的轉化率為：$\frac{0.8mol}{2mol}$×100%=40%，
故答案為：0.013mol/（L•min）；40%；
②A縮小容器體積，壓強增大，平衡向正反應方向移動，移動結果不能消除CO濃度增大，平衡時CO濃度增大，故A錯誤；
B．增加CO的量，CO的濃度增大，故B錯誤；
C．降低溫度，平衡向正反應方向移動，CO濃度減小，故C正確；
D．擴大容器體積，壓強減小，平衡向逆反應方向移動，但平衡時CO濃度減小，故D正確；
故答案為：CD；
③A．與原平衡相比壓強增大，平衡正向移動，轉化率增大，平衡時各物質的體積分數發生變化，故A錯誤；
B．等效為起始投入2molNO、2.2molCO，與原平衡不是等效平衡，故B錯誤；
C．轉化到方程式左邊可以得到2molNO、2.4molCO，與原平衡為等效平衡，故C正確；
D．0.4mol CO、2.0mol CO₂、1mol N₂相當于n（NO）=2.0mol、n（CO）=2.4mol，與原平衡互為等效平衡，故D正確；
故答案為：CD；
（2）因為Fe³⁺存在水解平衡：Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺，水解后溶液顯酸性，所以通過增大H⁺濃度的方式抑制Fe³⁺水解，
故答案為：氯化鐵溶液中存在如下平衡：Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺，增大H⁺濃度，平衡逆向移動，抑制FeCl₃水解；
（3）①根據題目信息“生成可以殺菌消毒的物質”可知一種產物為HClO，根據守恒的原則，另一種產物為NH₃，方程式為：NH₂Cl+H₂O=HClO+NH₃，
故答案為：NH₂Cl+H₂O=HClO+NH₃；
②只有Cl元素化合價發生變化，化合價分別由0價變化為-1價、+1價，消耗氯氣的物質的量為0.5mol，生成HCl為0.5mol，則轉移電子0.5mol，
故答案為：0.5．

點評 本題考查較為綜合，涉及化學平衡計算與影響因素、化學反應速率的計算、等效平衡、鹽類水解、氧化還原反應等知識，是對學生綜合能力的考查，題目難度中等，注意熟練掌握化學平衡及其影響，試題充分考查了學生的分析能力及靈活應用能力．