Question

7．将amolH₂和Cl₂的混合气体点燃，充分反应后用足量的NaOH溶液吸收，消耗了bmolNaOH．
（1）填表

H2和Cl2的物质的量关系	n（H2）=n（Cl2）	n（H2）＞n（Cl2）	n（H2）＜n（Cl2）
生成NaCl的物质的量	amol（或bmol）	bmol	amol

（2）以n（Cl₂）为横坐标，n（NaCl）为纵坐标，作出生成的NaCl与消耗的Cl₂的关系图．

Answer 1

分析 氯气与氢气的反应为H₂+Cl₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2HCl，存在3种情况：①n（H₂）=n（Cl₂）时恰好反应，②n（H₂）＞n（Cl₂）时氢气过量，③n（H₂）＜n（Cl₂）时氯气过量，生成的HCl和过量的Cl₂都与NaOH溶液反应，发生反应为：HCl+NaOH=NaCl+H₂O、2NaOH+Cl₂=NaCl+NaClO+H₂O，
①n（H₂）=n（Cl₂）时恰好反应二者恰好反应生成HCl，HCl和NaOH溶液反应生成NaCl，根据反应HCl+NaOH=NaCl+H₂O可知生成NaCl的物质的量为：n（NaCl）=2n（H₂）=2n（Cl₂）=n（NaOH）；
②n（H₂）＞n（Cl₂）时氢气过量，过量的氢气不与氢氧化钠溶液反应，根据反应H₂+Cl₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2HCl、HCl+NaOH=NaCl+H₂O可知生成NaCl的物质的量为：n（NaCl）=n（NaOH）；
③n（H₂）＜n（Cl₂）时氯气过量，可设氢气的物质的量为xmol，则过量的氯气为（a-x-x）mol=（a-2x）mol，根据反应H₂+Cl₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2HCl、HCl+NaOH=NaCl+H₂O可知生成NaCl的物质的量为2xmol，过量的氯气发生反应2NaOH+Cl₂=NaCl+NaClO+H₂O，则生成NaCl的物质的量为（a-2x）mol，所以生成NaCl的总物质的量为：2xmol+（a-2x）mol=amol，据此计算出生成氯化钠的物质的量，然后作出生成的NaCl与消耗的Cl₂的关系的图象．

解答 解：（1）氯气与氢气的反应为：H₂+Cl₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2HCl，存在3种情况：①n（H₂）=n（Cl₂）时恰好反应，②n（H₂）＞n（Cl₂）时氢气过量，③n（H₂）＜n（Cl₂）时氯气过量，生成的HCl和过量的Cl₂都与NaOH溶液反应，发生反应为：HCl+NaOH=NaCl+H₂O、2NaOH+Cl₂=NaCl+NaClO+H₂O，
①n（H₂）=n（Cl₂）时恰好反应二者恰好反应生成HCl，HCl和NaOH溶液反应生成NaCl，根据反应HCl+NaOH=NaCl+H₂O可知生成NaCl的物质的量为：n（NaCl）=2n（H₂）=2n（Cl₂）=n（NaOH）=bmol或$\frac{a}{2}$mol×2=amol；
②n（H₂）＞n（Cl₂）时氢气过量，过量的氢气不与氢氧化钠溶液反应，根据反应H₂+Cl₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2HCl、HCl+NaOH=NaCl+H₂O可知生成NaCl的物质的量为：n（NaCl）=n（NaOH）=bmol；
③n（H₂）＜n（Cl₂）时氯气过量，可设氢气的物质的量为xmol，则过量的氯气为（a-x-x）mol=（a-2x）mol，根据反应H₂+Cl₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2HCl、HCl+NaOH=NaCl+H₂O可知生成NaCl的物质的量为2xmol，
过量的氯气发生反应2NaOH+Cl₂=NaCl+NaClO+H₂O，则生成NaCl的物质的量为（a-2x）mol，
所以生成NaCl的总物质的量为：2xmol+（a-2x）mol=amol，
故答案为：

H2和Cl2的物质的量关系	n（H2）=n（Cl2）	n（H2）＞n（Cl2）	n（H2）＜n（Cl2）
生成NaCl的物质的量	amol（或bmol）	bmol	amol

（2）根据（1）可知，①n（H₂）=n（Cl₂）时生成氯化钠为$\frac{a}{2}$amol；
②n（H₂）＞n（Cl₂）时氢气过量，过量的氢气不与氢氧化钠溶液反应，根据反应H₂+Cl₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2HCl、HCl+NaOH=NaCl+H₂O可知生成NaCl的物质的量为：n（NaCl）=n（NaOH）=amol；
③n（H₂）＜n（Cl₂）时氯气过量，生成氯化钠的物质的量为amol，则n（Cl₂）为横坐标，n（NaCl）为纵坐标，作出生成的NaCl与消耗的Cl₂的关系图为：，
答：以n（Cl₂）为横坐标，n（NaCl）为纵坐标，生成的NaCl与消耗的Cl₂的关系图为．

点评 本题考查了化学方程式的计算，题目难度中等，根据反应物过量情况正确判断反应产物为解答关键，注意掌握讨论法在化学计算中的应用，试题培养了学生的分析能力及化学计算能力．