游離氨或銨鹽是水體常見污染物之一,工業(yè)上常常向污水水中通入一定量的Cl2來治理。請回答下列問題:
(1)利用濃氨水檢查氯氣管道是否漏氣的反應之一為2NH3+3Cl2═N2+6HCl,由此可推斷非金屬性:Cl >>N。(填“>”、“<”或“=”)
(2)治理時涉及的相關熱化學方程式如下:
①NH3(aq)+HClO(aq)?NH2Cl(aq)+H2O(l)ΔH1=akJ?mol-1 K1;
②NH2Cl(aq)+HClO(aq)?NHCl2(aq)+H2O(l)ΔH2=bkJ?mol-1 K2;
③2NHCl2(aq)+H2O(l)?N2(g)+HClO(aq)+3HCl(aq)ΔH3=ckJ?mol-1 K3。
其中HClO的來源是 Cl2+H2O?HClO+HClCl2+H2O?HClO+HCl(用化學用語解釋),反應④2NH3(aq)+3HClO(aq)?N2(g)+3H2O(l)+3HCl(aq)的ΔH4=(2a+2b+c)kJ?mol-1(2a+2b+c)kJ?mol-1。
(用含a、b、c的代數(shù)式表示),該反應的K4=K21?K22?K3K21?K22?K3。(用含K1、K2、K3的代數(shù)式表示)
(3)實驗測得,污水的pH與氨氮去除率的關系如圖1所示。
pH較高時,氨氮去除率較低的可能原因是 c(OH-)較大,Cl2與OH-反應,使c(HClO)減小,氧化能力減弱c(OH-)較大,Cl2與OH-反應,使c(HClO)減小,氧化能力減弱;pH較低時,氨氮去除率較低的可能原因是 c(H+)較大,pH較小時,使反應④的化學平衡逆向移動,促進NaClO水解,致使c(HClO)過高而易分解,去除率降低c(H+)較大,pH較小時,使反應④的化學平衡逆向移動,促進NaClO水解,致使c(HClO)過高而易分解,去除率降低。
(4)一定條件下,使初始c(HClO)=c(NH3)=c0mol?L-1,只發(fā)生反應NH3(aq)+HClO(aq)?NH2Cl(aq)+H2O(l)ΔH<0,實驗溫度為18℃,測得c(NH2Cl)與時間(t)的關系曲線如圖2所示。
①t2~t3時間內(nèi),用NH2Cl的物質(zhì)的量濃度變化表示的平均反應速率v(NH2Cl)=c2-c1t2-t2mol/(L?s)c2-c1t2-t2mol/(L?s),X、Y兩點對應的NH3的化學反應速率:v(X) >>v(Y)。(填“>”、“<”或“=”)
②18℃時,該反應的化學平衡常數(shù)K1=c3(c0-c3)2c3(c0-c3)2,若實驗溫度為25℃,K1將 減小減小。(填“增大”、“減小”或“不變”)
K
2
1
K
2
2
K
2
1
K
2
2
c
2
-
c
1
t
2
-
t
2
c
2
-
c
1
t
2
-
t
2
c
3
(
c
0
-
c
3
)
2
c
3
(
c
0
-
c
3
)
2
【考點】氨的化學性質(zhì);氯氣的化學性質(zhì).
【答案】>;Cl2+H2O?HClO+HCl;(2a+2b+c)kJ?mol-1;??K3;c(OH-)較大,Cl2與OH-反應,使c(HClO)減小,氧化能力減弱;c(H+)較大,pH較小時,使反應④的化學平衡逆向移動,促進NaClO水解,致使c(HClO)過高而易分解,去除率降低;mol/(L?s);>;;減小
K
2
1
K
2
2
c
2
-
c
1
t
2
-
t
2
c
3
(
c
0
-
c
3
)
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【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:19引用:1難度:0.6