游离氨或铵盐是水体常见污染物之一,工业上常常向污水水中通入一定量的Cl2来治理。请回答下列问题:
(1)利用浓氨水检查氯气管道是否漏气的反应之一为2NH3+3Cl2═N2+6HCl,由此可推断非金属性:Cl >>N。(填“>”、“<”或“=”)
(2)治理时涉及的相关热化学方程式如下:
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的来源是 Cl2+H2O⇌HClO+HClCl2+H2O⇌HClO+HCl(用化学用语解释),反应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的代数式表示),该反应的K4=K21•K22•K3K21•K22•K3。(用含K1、K2、K3的代数式表示)
(3)实验测得,污水的pH与氨氮去除率的关系如图1所示。
pH较高时,氨氮去除率较低的可能原因是 c(OH-)较大,Cl2与OH-反应,使c(HClO)减小,氧化能力减弱c(OH-)较大,Cl2与OH-反应,使c(HClO)减小,氧化能力减弱;pH较低时,氨氮去除率较低的可能原因是 c(H+)较大,pH较小时,使反应④的化学平衡逆向移动,促进NaClO水解,致使c(HClO)过高而易分解,去除率降低c(H+)较大,pH较小时,使反应④的化学平衡逆向移动,促进NaClO水解,致使c(HClO)过高而易分解,去除率降低。
(4)一定条件下,使初始c(HClO)=c(NH3)=c0mol•L-1,只发生反应NH3(aq)+HClO(aq)⇌NH2Cl(aq)+H2O(l)ΔH<0,实验温度为18℃,测得c(NH2Cl)与时间(t)的关系曲线如图2所示。
①t2~t3时间内,用NH2Cl的物质的量浓度变化表示的平均反应速率v(NH2Cl)=c2-c1t2-t2mol/(L•s)c2-c1t2-t2mol/(L•s),X、Y两点对应的NH3的化学反应速率:v(X) >>v(Y)。(填“>”、“<”或“=”)
②18℃时,该反应的化学平衡常数K1=c3(c0-c3)2c3(c0-c3)2,若实验温度为25℃,K1将 减小减小。(填“增大”、“减小”或“不变”)
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
【答案】>;Cl2+H2O⇌HClO+HCl;(2a+2b+c)kJ•mol-1;••K3;c(OH-)较大,Cl2与OH-反应,使c(HClO)减小,氧化能力减弱;c(H+)较大,pH较小时,使反应④的化学平衡逆向移动,促进NaClO水解,致使c(HClO)过高而易分解,去除率降低;mol/(L•s);>;;减小
K
2
1
K
2
2
c
2
-
c
1
t
2
-
t
2
c
3
(
c
0
-
c
3
)
2
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:20引用:1难度:0.6