1.(2016·浙江10月选考,T30)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1.5×105~4.5×105 Pa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) ΔH1=-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c1 mol·L-1,写出该时刻溶液中Cl-浓度的表达式:c(Cl-)=________mol·L-1(用c0、c1表示)。
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:________________________________________________。
(3)电解NaClO3水溶液可制备NaClO4。在电解过程中由于阴极上吸附氢气,会使电解电压升高,电解效率下降。为抑制氢气的产生,可选择合适的物质(不引入杂质),写出该电解的总化学方程式:____________________________________________________。
解析:(1)①对于反应4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g),自发进行,则ΔG=ΔH-TΔS<0,又ΔS<0,则ΔH<0,即放热。②温度升高,平衡逆向移动,HCl的平衡转化率α(HCl)减小;该反应是气体体积减小的反应,增大压强,平衡正向移动,HCl的平衡转化率α(HCl)增大,故在T K时,压强在1.5×105~4.5×105 Pa范围内,HCl的平衡转化率α(HCl)随压强(P)变化曲线如图所示。
(2)①将题干