Question

【题目】C、N、S和Cl元素的单质及化合物在工业生产中的有效利用备受关注。请回答下列问题：

（1）已知：I.2SO2(g)+O2(g)+2H2O(1) =2H2SO4(aq) △H1；

Ⅱ.Cl2(g)+H2O(1)HCl(aq)+HClO(aq) △H2；

Ⅲ.2HClO(aq) =2HCl(aq)+O2(g) △H3

SO2(g)+Cl2(g)+2H2O(1)=2HCl(aq)+H2SO4 (aq) △H4=__________(用含有△H1、△H2和△H3的代数式表示)。

（2）25℃时，H2SO3溶液中各含硫微粒的物质的量分数(δ)与溶液pH的变化关系如图所示。

已知25℃时，NaHSO3的水溶液pH＜7，用图中的数据通过计算解释原因 ____________________。

（3）利用“ Na-CO2”电池将CO2变废为宝。我国科研人员研制出的可充电“ Na-CO2”电池，以钠箔和多壁碳纳米管（MWCNT）为电极材料，总反应为4Na+3CO22Na2CO3+C。放电时该电池“吸入”CO2，其工作原理如图所示：

①放电时，正极的电极反应式为______。

②选用高氯酸钠—四甘醇二甲醚做电解液的优点是_______（至少写两点）。

（4）氯氨是氯气遇到氨气反应生成的一类化合物，是常用的饮用水二级消毒剂，主要包括一氯胺、二氯胺和三氯胺(NH2C1、NHC12和NC13)，副产物少于其它水消毒剂。

①一氯胺(NH2Cl)的电子式为_______。一氯胺是重要的水消毒剂，其原因是由于一氯胺在中性、酸性环境中会发生水解，生成具有强烈杀菌作用的物质，该反应的化学方程式为_______。

②在恒温条件下，2molCl2和1molNH3发生反应2Cl2(g)+NH3(g)NHCl2(l)+2HCl(g)，测得平衡时Cl2和HCl的物质的量浓度与平衡总压的关系如图所示：

计算C点时该反应的压强平衡常数Kp(C)= _______ (Kp是平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)

Answer 1

【答案】（△H1+2△H2+△H3）/2 由图中数据可以计算出Ka2(H2SO3)=10－7.2 ，Ka1(H2SO3)=10－1.9，所以HSO3—的水解常数是10－12.1，HSO3—电离程度大于水解程度，溶液显酸性 3CO2+4Na++4e-═2Na2CO3+C 导电性好、与金属钠不反应、难挥发等特点 NH2Cl+H2O═NH3+HClO 0.5MPa-1

【解析】

（1）根据盖斯定律，反应SO2(g)+Cl2(g)+2H2O(l)=2HCl(aq)+H2SO4(aq)是(Ⅰ+2×Ⅱ+Ⅲ)/2，那么△H4=（△H1+2△H2+△H3）/2；

（2）由图中数据可以，求出H2SO3的Ka1和Ka2，；

同理，用pH=7.2的数据计算，可以得到Ka2=10-7.2，HSO3-既可以水解又可以电离，电离常数为Ka2，水解常数Kh=Kw/Ka1=10-14/10-1.9=10-12.1，水解大于电离，溶液呈酸性；

（3）根据总反应方程式，正极是CO2得电子变成C，电极反应式为3CO2+4Na++4e-═2Na2CO3+C；不选择水做溶剂，而选择有机物做溶剂，可以知道Na不和有机物发生反应，此外可以根据，电解质溶液的作用来答题，应该要有导电性好，难挥发等等；

（4）①可以按照氨气的电子式来写，一氯氨可以当做氯代替氨气中的一个H。电子式为；根据水解反应的特点，要和水发生作用，一部分结合氢氧根，一部分结合氢离子，产生一种具有强烈杀菌的作用，应该是次氯酸，可以写出来NH2Cl+H2O═NH3+HClO；②C点平衡时Cl2和HCl的物质的量浓度相等，可以利用三段式列出式子，设转化NH3物质的量为x

2Cl2(g) + NH3 (g) NHCl2(l) + 2HCl(g)

开始（mol） 2 1 0 0

转换（mol） 2x x 2x

C点的平衡（mol） 2-2x 1-x 2x

则2-2x=2x，解得x=0.5mol，平衡时Cl2、NH3、HCl物质的量依次为1mol、0.5mol、1mol，NHCl2为液体，计算压强是不计入，气体一共2.5mol，总压为10MPa，可以Cl2、NH3、HCl分压为4MPa、2MPa、4MPa；。

（1）根据盖斯定律，反应SO2(g)+Cl2(g)+2H2O(l)=2HCl(aq)+H2SO4(aq)是(Ⅰ+2×Ⅱ+Ⅲ)/2，那么△H4=（△H1+2△H2+△H3）/2；

(2) 由图中数据可以，求出H2SO3的Ka1和Ka2，；

同理，用pH=7.2的数据计算，可以得到Ka2=10-7.2，水解常数Kh=Kw/Ka1=10-14/10-1.9=10-12.1，水解大于电离，溶液呈酸性；

（3）根据总反应方程式，正极是CO2得电子变成C，电极反应式为3CO2+4Na++4e-═2Na2CO3+C；不选择水做溶剂，而选择有机物做溶剂，可以知道Na不和有机物发生反应，此外可以根据，电解质溶液的作用来答题，应该要有导电性好，难挥发等等；

（4）①可以按照氨气的电子式来写，一氯氨可以当做氯代替氨气中的一个H。电子式为；根据水解反应的特点，要和水发生作用，一部分结合氢氧根，一部分结合氢离子，产生一种具有强烈杀菌的作用，应该是次氯酸，可以写出来NH2Cl+H2O═NH3+HClO；②C点平衡时Cl2和HCl的物质的量浓度相等，可以利用三段式列出式子，设转化NH3物质的量为x

2Cl2(g) + NH3 (g) NHCl2(l) + 2HCl(g)

开始（mol） 2 1 0 0

转换（mol） 2x x 2x

C点的平衡（mol） 2-2x 1-x 2x

则2-2x=2x，解得x=0.5mol，平衡时Cl2、NH3、HCl物质的量依次为1mol、0.5mol、1mol，NHCl2为液体，计算压强是不计入，气体一共2.5mol，总压为10MPa，可以Cl2、NH3、HCl分压为4MPa、2MPa、4MPa；