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2019-2020年高考化學(xué)分類題庫 考點7 化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡 ．(xx安徽高考11)汽車尾氣中NO產(chǎn)生的反應(yīng)為N2(g)＋O2(g)2NO(g),一定條件下,等物質(zhì)的量的N2(g)和O2(g)在恒容密閉容器中反應(yīng),如圖曲線a表示該反應(yīng)在溫度T下N2的濃度隨時間的變化,曲線b表示該反應(yīng)在某一起始反應(yīng)條件改變時N2的濃度隨時間的變化。下列敘述正確的是 ( ) A．溫度T下,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K= B．溫度T下,隨著反應(yīng)的進行,混合氣體的密度減小 C．曲線b對應(yīng)的條件改變可能是加入了催化劑 D．若曲線b對應(yīng)的條件改變是溫度,可判斷該反應(yīng)的ΔH<0 【解題指南】解答本題時應(yīng)注意以下3點: (1)曲線b比曲線a到達平衡所需要的時間短,反應(yīng)速率快些; (2)催化劑能改變反應(yīng)速率,不能改變平衡狀態(tài); (3)密度ρ=m/V。 【解析】選A。根據(jù)圖象知T溫度下,N2的濃度變化為c0－c1, 　　　　N2?。22NO 起始: c0 c0 0 變化: c0－c1 c0－c1 2(c0－c1) 平衡: c1 c1 2(c0－c1) 平衡常數(shù)K==,A正確;該反應(yīng)是氣體體積不變的反應(yīng),容積固定,氣體質(zhì)量守恒,則氣體密度始終不變,B錯誤;催化劑對平衡移動沒有影響,若曲線b對應(yīng)的條件改變是使用了催化劑,則曲線a、b的平衡狀態(tài)應(yīng)相同,但圖象顯示曲線b對應(yīng)的氮氣的平衡濃度小些,C錯誤;根據(jù)“先拐先平”知,若曲線b對應(yīng)的條件是溫度的改變,則曲線b對應(yīng)的溫度高,若該反應(yīng)的ΔH<0,則升溫,平衡逆向移動,氮氣的平衡濃度增大,即比曲線a對應(yīng)的氮氣的平衡濃度大些,與圖象不符,D錯誤。 ．(xx福建高考12)在不同濃度(c)、溫度(T)條件下,蔗糖水解的瞬時速率(v)如下表。下列判斷不正確的是 c/molL－1 v/mmol L－1min－1 T/ K 0.600 0.500 0.400 0.300 318.2 3.60 3.00 2.40 1.80 328.2 9.00 7.50 a 4.50 b 2.16 1.80 1.44 1.08 A.a=6.00 B．同時改變反應(yīng)溫度和蔗糖的濃度,v可能不變 C．b<318.2 D．不同溫度時,蔗糖濃度減少一半所需的時間相同 【解題指南】解答本題時應(yīng)注意以下兩點: (1)數(shù)據(jù)信息的處理能力; (2)影響反應(yīng)速率因素的理解與應(yīng)用。 【解析】選D。A.根據(jù)表格的數(shù)據(jù)可知:在328.2 K時,蔗糖的濃度越大,水解的速率越快。根據(jù)濃度與速率的變化關(guān)系可知在328.2 K時,蔗糖的濃度每減小0.100 molL－1,速率減小1.50 mmolL－1min－1,所以在濃度是0.400 molL－1時,水解的速率是6.00 mmolL－1min－1,即a=6.00,正確。B.根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知:升高溫度,水解速率增大,增大濃度,水解速率也增大,若同時改變反應(yīng)物的濃度和反應(yīng)的溫度,則對反應(yīng)速率的影響因素可能相互抵消,即反應(yīng)速率可能不變,正確。C.在濃度不變時,升高溫度,水解速率增大,降低溫度,水解速率減小。由于在濃度是0.600 molL－1時,當(dāng)318.2 K時水解速率是3.60 mmolL－1min－1,現(xiàn)在該反應(yīng)的速率是2.16 mmolL－1min－1<3.60 mmolL－1min－1,所以反應(yīng)溫度低于318.2 K,即b<318.2,正確。D.溫度不同時,在相同的濃度時反應(yīng)速率不相同,濃度減少一半時所需的時間也不同,錯誤。 ．(xx四川高考7)一定量的CO2與足量的碳在體積可變的恒壓密閉容器中反應(yīng):C(s)＋CO2(g)2CO(g),平衡時,體系中氣體體積分數(shù)與溫度的關(guān)系如下圖所示: 已知:氣體分壓(p分)=氣體總壓(p總)體積分數(shù)。下列說法正確的是 ( ) A．550℃時,若充入惰性氣體,v正、v逆均減小,平衡不移動 B．650℃時,反應(yīng)達平衡后CO2的轉(zhuǎn)化率為25.0% C．T℃時,若充入等體積的CO2和CO,平衡向逆反應(yīng)方向移動 D．925℃時,用平衡分壓代替平衡濃度表示的化學(xué)平衡常數(shù)Kp=24.0p總 【解題指南】解答本題時應(yīng)注意以下兩點: (1)圖象為在不同溫度下的平衡狀態(tài)時氣體的百分含量; (2)Kp的計算方法和Kw的計算方法類似。 【解析】選B。A項,因容器的體積可變,故充入惰性氣體后容器體積變大,混合氣體整體被稀釋,反應(yīng)應(yīng)正向移動,故A錯誤;B項,在此條件下,若設(shè)二氧化碳的初始濃度為1,轉(zhuǎn)化濃度為x則: 　　　　C(s)＋CO2(g)2CO(g) 初始: 1 0 轉(zhuǎn)化: x 2x 達到平衡時一氧化碳的百分含量為40.0%,則2x/(1－x＋2x)=40.0%,得x=0.25,CO2的轉(zhuǎn)化率為25.0%;C項,由圖象可知T℃時,平衡體系中CO2和CO的體積分數(shù)相等,則在恒壓密閉容器中同時充入等體積的CO2和CO,平衡不移動,故C錯誤;D中,925℃時,Kp==,通過計算Kp應(yīng)等于23.04p總,故D錯誤。 ．(xx天津高考3)下列說法不正確的是 ( ) A．Na與H2O的反應(yīng)是熵增的放熱反應(yīng),該反應(yīng)能自發(fā)進行 B．飽和Na2SO4溶液或濃硝酸均可使蛋白質(zhì)溶液產(chǎn)生沉淀,但原理不同 C．FeCl3和MnO2均可加快H2O2分解,同等條件下二者對H2O2分解速率的改變相同 D．Mg(OH)2固體在溶液中存在平衡:Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq),該固體可溶于NH4Cl溶液 【解題指南】解答本題時應(yīng)注意以下兩點: (1)ΔG=ΔH－TΔS<0,該反應(yīng)能自發(fā)進行。 (2)催化劑具有高效性、專一性,條件不同作用效果不同。 【解析】選C。Na與水的反應(yīng)是固體與液體反應(yīng)生成氣體,為熵增的反應(yīng),ΔS>0,在反應(yīng)中鈉會熔化成一個閃亮的小球四處游動,且發(fā)出嘶嘶的聲音,此反應(yīng)為放熱反應(yīng),則ΔH<0,故ΔG=ΔH－TΔS<0,該反應(yīng)能自發(fā)進行,A項正確;飽和Na2SO4溶液使蛋白質(zhì)溶液產(chǎn)生沉淀是蛋白質(zhì)的鹽析,濃硝酸是強氧化性酸,使蛋白質(zhì)溶液產(chǎn)生沉淀是蛋白質(zhì)的變性,原理不同,B項正確;FeCl3和MnO2均可作為催化劑加快H2O2分解,但同等條件下二者對H2O2分解催化效果不相同,故反應(yīng)速率的改變不相同,C項錯誤;Mg(OH)2固體在溶液中存在平衡:Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq),NH4Cl溶液中N水解使溶液呈酸性,消耗OH－,使平衡正向移動,Mg(OH)2固體可溶于NH4Cl溶液,D項正確。 ．(xx天津高考6)某溫度下,在2 L的密閉容器中,加入1 mol X(g)和2 mol Y(g)發(fā)生反應(yīng):X(g)＋mY(g)3Z(g)　平衡時,X、Y、Z的體積分數(shù)分別為30%、60%、10%。在此平衡體系中加入1 mol Z(g),再次達到平衡后,X、Y、Z的體積分數(shù)不變。下列敘述不正確的是 ( ) A．m=2 B．兩次平衡的平衡常數(shù)相同 C．X與Y的平衡轉(zhuǎn)化率之比為1∶1 D．第二次平衡時,Z的濃度為0.4 molL－1 【解析】選D。在此平衡體系中加入1 mol Z(g),在合并瞬間X、Y、Z的體積分數(shù)不變,但單位體積內(nèi)體系分子總數(shù)增多,依據(jù)勒夏特列原理,平衡應(yīng)向使單位體積內(nèi)分子總數(shù)減小的方向移動,但再次達到平衡后,X、Y、Z的體積分數(shù)不變,則說明m＋1=3,故m=2,A項正確;同一化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),兩次平衡溫度不變,平衡常數(shù)不變,B項正確;m=2,則起始量X與Y物質(zhì)的量之比為1∶2,則反應(yīng)過程中由方程式可知反應(yīng)的X與Y物質(zhì)的量之比為1∶2,故X與Y的平衡轉(zhuǎn)化率之比為1∶1,C項正確;m=2,則該反應(yīng)為反應(yīng)前后氣體總量不變的反應(yīng),故第二次平衡時Z的物質(zhì)的量為(3＋1)10%=0.4(mol),故Z的濃度為0.4 mol2 L=0.2 molL－1,故D項錯誤。 【誤區(qū)提醒】判斷平衡常數(shù)時,忽視同一化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),而認為平衡逆向移動,從而錯誤地判斷平衡常數(shù)減小。 ．(xx重慶高考7)羰基硫(COS)可作為一種糧食熏蒸劑,能防止某些昆蟲、線蟲和真菌的危害。在恒容密閉容器中,將CO和H2S混合加熱并達到下列平衡:CO(g)＋H2S(g)COS(g)＋H2(g)　K=0.1 反應(yīng)前CO物質(zhì)的量為10 mol,平衡后CO物質(zhì)的量為8 mol,下列說法正確的是 ( ) A．升高溫度,H2S濃度增加,表明該反應(yīng)是吸熱反應(yīng) B．通入CO后,正反應(yīng)速率逐漸增大 C．反應(yīng)前H2S物質(zhì)的量為7 mol D．CO的平衡轉(zhuǎn)化率為80% 【解析】選C。A.升高溫度,H2S濃度增加,說明平衡逆向移動,則該反應(yīng)是放熱反應(yīng),錯誤;B.通入CO后,正反應(yīng)速率瞬間增大,又逐漸減小,錯誤; C．根據(jù) 　CO(g)＋H2S(g)COS(g)＋H2(g)　K=0.1 起始物質(zhì)的量/mol 10 n 0 0 變化物質(zhì)的量/mol 2 2 2 2 平衡物質(zhì)的量/mol 8 n－2 2 2 設(shè)該容器的體積為V,根據(jù)K=0.1,列關(guān)系式得(22)[8(n－2)]=0.1,解得n=7,正確;D.根據(jù)上述數(shù)據(jù)CO的平衡轉(zhuǎn)化率為2 mol10 mol100%=20%,錯誤。 ．(雙選)(xx海南高考8)10 mL濃度為1 molL－1的鹽酸與過量的鋅粉反應(yīng),若加入適量的下列溶液,能減慢反應(yīng)速率但又不影響氫氣生成量的是 ( ) A．K2SO4 B．CH3COONa C．CuSO4 D．Na2CO3 【解題指南】解答本題時應(yīng)注意以下兩點: (1)影響反應(yīng)速率的因素; (2)鹽酸具有強酸性,和弱酸鹽發(fā)生復(fù)分解反應(yīng),還需要注意反應(yīng)生成的氫氣量不變。 【解析】選A、B。Zn與稀鹽酸發(fā)生反應(yīng):Zn＋2HClZnCl2＋H2↑,若加入物質(zhì)使反應(yīng)速率降低,則c(H＋)減小,但是不影響生成氫氣的物質(zhì)的量,說明最終電離產(chǎn)生的n(H＋)不變。A項,K2SO4是強酸強堿鹽,不發(fā)生水解,溶液顯中性,溶液中的水對鹽酸起稀釋作用,使c(H＋)減小,但沒有消耗H＋,因此n(H＋)不變,符合題意;B項,CH3COONa與HCl發(fā)生反應(yīng):CH3COONa＋HClCH3COOH＋NaCl,使溶液中c(H＋)減小,反應(yīng)速率降低,當(dāng)反應(yīng)進行到一定程度,會發(fā)生反應(yīng):2CH3COOH＋Zn(CH3COO)2Zn＋H2↑,因此最終不會影響生成氫氣的物質(zhì)的量,符合題意;C項,加入CuSO4溶液與Zn發(fā)生置換反應(yīng):CuSO4＋ZnCu＋ZnSO4,生成的Cu與Zn和鹽酸構(gòu)成原電池,會加快反應(yīng)速率,與題意不符合;D項,若加入Na2CO3溶液,會與鹽酸發(fā)生反應(yīng):Na2CO3＋2HCl2NaCl＋H2O＋CO2↑,使溶液中的c(H＋)減小,但由于部分H＋生成了H2O,因此使n(H＋)也減小,生成氫氣的物質(zhì)的量減小,不符合題意。 【誤區(qū)提醒】需要注意加入硫酸鉀溶液相當(dāng)于加入水,溶液體積增大,鹽酸濃度減小,容易忽略體積變化而漏選A。C項,由于沒有考慮鋅與硫酸銅溶液置換出單質(zhì)銅,形成原電池加快反應(yīng)速率而錯選C。 ．(xx江蘇高考11)下列說法正確的是 ( ) A．若H2O2分解產(chǎn)生1 mol O2,理論上轉(zhuǎn)移的電子數(shù)約為46.021023 B．室溫下,pH=3的CH3COOH溶液與pH=11的NaOH溶液等體積混合,溶液pH>7 C．鋼鐵水閘可用犧牲陽極或外加電流的陰極保護法防止其腐蝕 D．一定條件下反應(yīng)N2＋3H22NH3達到平衡時,3v正(H2)=2v逆(NH3) 【解析】選C。2H2O22H2O ＋ O2↑,生成1 mol O2時轉(zhuǎn)移2 mol電子,A項錯誤;pH=3的CH3COOH中已電離出的H＋,就可以將pH=11的NaOH電離出的OH－完全中和,但是CH3COOH是弱酸,還會繼續(xù)電離,即醋酸過量,反應(yīng)后溶液顯酸性,B項錯誤;鐵可用作原電池的正極或作為電解池的陰極,此時鐵均會受到保護,C項正確;由反應(yīng)方程式的化學(xué)計量數(shù)知,任何時候均存在2v正(H2)=3v正(NH3),氮氣與氫氣合成氨氣達到平衡時,速率關(guān)系為2v正(H2)=3v逆(NH3),D項錯誤。 ．(雙選)(xx江蘇高考15)在體積均為1.0 L的兩恒容密閉容器中加入足量的相同的碳粉,再分別加入0.1 mol CO2和0.2 mol CO2,在不同溫度下反應(yīng)CO2(g)＋C(s)2CO(g)達到平衡,平衡時CO2的物質(zhì)的量濃度c(CO2)隨溫度的變化如圖所示(圖中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ點均處于曲線上)。下列說法正確的是 ( ) A．反應(yīng)CO2(g)＋C(s)2CO(g)的ΔS>0、ΔH<0 B．體系的總壓強p總:p總(狀態(tài)Ⅱ)>2p總(狀態(tài)Ⅰ) C．體系中c(CO):c(CO,狀態(tài)Ⅱ)<2c(CO,狀態(tài)Ⅲ) D．逆反應(yīng)速率v逆:v逆(狀態(tài)Ⅰ)>v逆(狀態(tài)Ⅲ) 【解析】選B、C。C和CO2反應(yīng)是吸熱反應(yīng),ΔH>0,A項錯誤;點Ⅰ所在的曲線是通入0.1 mol CO2,點Ⅱ所在的曲線是通入0.2 mol CO2,狀態(tài)Ⅱ可以看作先通 0.1 mol CO2,此時的壓強相等,再通入0.1 mol CO2,假如平衡不移動,此時的壓強等于2倍p總(狀態(tài)Ⅰ),但要求CO2的濃度相等,應(yīng)對其加熱使平衡向正反應(yīng)方向移動,氣體物質(zhì)的量增加,因此p總(狀態(tài)Ⅱ)>2p總(狀態(tài)Ⅰ),B項正確;狀態(tài)Ⅱ可以看作先通0.1 mol CO2,此時兩者CO的濃度相等,再通入0.1 mol CO2,假如平衡不移動,c(CO,狀態(tài)Ⅱ)=2c(CO,狀態(tài)Ⅲ),但再充入CO2,相當(dāng)于增大壓強,平衡左移,消耗CO,因此c(CO,狀態(tài)Ⅱ)<2c(CO,狀態(tài)Ⅲ),C項正確;溫度越高,反應(yīng)速率越快,v逆(狀態(tài)Ⅰ)L1。 答案:(1)SO2＋2H2O＋I2H2SO4＋2HI (2)①a、c ②觀察顏色,顏色深的是HI層,顏色淺的是H2SO4層 ③H2SO4層含少量HI (3)①壓強 ②L2>L1;SO3(g)分解的熱化學(xué)方程式為2SO3(g)2SO2(g)＋O2(g) ΔH=＋196 kJmol－1,當(dāng)壓強一定時,溫度升高,平衡轉(zhuǎn)化率增大 ．(xx北京高考28)為探討化學(xué)平衡移動原理與氧化還原反應(yīng)規(guī)律的聯(lián)系,某同學(xué)通過改變濃度研究“2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2”反應(yīng)中Fe3＋和Fe2＋的相互轉(zhuǎn)化。實驗如下: (1)待實驗Ⅰ溶液顏色不再改變時,再進行實驗Ⅱ,目的是使實驗Ⅰ的反應(yīng)達到　 。 (2)ⅲ是ⅱ的對比實驗,目的是排除ⅱ中　　　　造成的影響。 (3)ⅰ和ⅱ的顏色變化表明平衡逆向移動,Fe2＋向Fe3＋轉(zhuǎn)化。用化學(xué)平衡移動原理解釋原因:　 。 (4)根據(jù)氧化還原反應(yīng)的規(guī)律,該同學(xué)推測ⅰ中Fe2＋向Fe3＋轉(zhuǎn)化的原因:外加Ag＋使c(I－)降低,導(dǎo)致I－的還原性弱于Fe2＋,用如圖裝置(a、b均為石墨電極)進行實驗驗證。 ①K閉合時,指針向右偏轉(zhuǎn),b作　　　　極。 ②當(dāng)指針歸零(反應(yīng)達到平衡)后,向U型管左管中滴加0.01 molL－1AgNO3溶液,產(chǎn)生的現(xiàn)象證實了其推測,該現(xiàn)象是 　。 (5)按照(4)的原理,該同學(xué)用上圖裝置進行實驗,證實了ⅱ中Fe2＋向Fe3＋轉(zhuǎn)化的原因。 ①轉(zhuǎn)化原因是　 。 ②與(4)實驗對比,不同的操作是　 。 (6)實驗Ⅰ中,還原性:I－>Fe2＋;而實驗Ⅱ中,還原性:Fe2＋>I－,將(3)和(4)、(5)作對比,得出的結(jié)論是 。 【解題指南】解答本題時應(yīng)按照以下流程: 【解析】(1)待實驗Ⅰ溶液顏色不再改變時,再進行實驗Ⅱ,目的是使實驗Ⅰ的反應(yīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài)。 (2)實驗ⅲ加入了水,是實驗ⅱ的對比實驗,因此目的是排除因加入FeSO4溶液而將溶液稀釋引起溶液顏色的變化。 (3)ⅰ中加入AgNO3,Ag＋與I－生成AgI黃色沉淀,I－濃度降低,2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2平衡逆向移動,溶液褪色;ⅱ中加入FeSO4,Fe2＋濃度增大,平衡逆向移動,溶液顏色變淺。 (4)①K閉合時,指針向右偏轉(zhuǎn),表明b極為正極,Fe3＋得電子;②當(dāng)指針歸零(反應(yīng)達到平衡)后,向U型管左管滴加0.01 molL－1AgNO3溶液,產(chǎn)生黃色沉淀,I－濃度減小,2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2平衡左移,指針向左偏轉(zhuǎn)。 (5)①Fe2＋向Fe3＋轉(zhuǎn)化的原因是Fe2＋濃度增大,還原性增強。 ②與(4)實驗對比,不同的操作是當(dāng)指針歸零后,向U型管右管中滴加 1 molL－1FeSO4溶液。 (6)將(3)和(4)、(5)作對比,得出的結(jié)論是在其他條件不變時,物質(zhì)的氧化性和還原性與濃度有關(guān),濃度的改變可影響物質(zhì)的氧化性和還原性,導(dǎo)致平衡移動。 答案:(1)化學(xué)平衡狀態(tài) (2)溶液稀釋對顏色變化 (3)ⅰ中加入Ag＋發(fā)生反應(yīng):Ag＋＋I－AgI↓,c(I－)降低;ⅱ中加入FeSO4,c(Fe2＋)增大,平衡均逆向移動 (4)①正　 ②左管產(chǎn)生黃色沉淀,指針向左偏轉(zhuǎn) (5)①Fe2＋濃度增大,還原性增強,使Fe2＋還原性強于I－ ②向U型管右管中滴加1 molL－1FeSO4溶液 (6)該反應(yīng)為可逆氧化還原反應(yīng),在平衡時,通過改變物質(zhì)的濃度,可以改變物質(zhì)的氧化性和還原性,并影響平衡移動方向 ．(xx全國卷Ⅰ28)碘及其化合物在合成殺菌劑、藥物等方面具有廣泛用途。回答下列問題: (1)大量的碘富集在海藻中,用水浸取后濃縮,再向濃縮液中加MnO2和H2SO4,即可得到I2。該反應(yīng)的還原產(chǎn)物為　 。 (2)上述濃縮液中主要含有I－、Cl－等離子。取一定量的濃縮液,向其中滴加AgNO3溶液,當(dāng)AgCl開始沉淀時,溶液中為　　　　。已知Ksp(AgCl)=1.810－10,Ksp(AgI)=8.510－17。 (3)已知反應(yīng)2HI(g)H2(g)＋I2(g)的ΔH=＋11 kJmol－1,1 mol H2(g)、1 mol I2(g)分子中化學(xué)鍵斷裂時分別需要吸收436 kJ、151 kJ的能量,則1 mol HI(g)分子中化學(xué)鍵斷裂時需吸收的能量為　　　　kJ。 (4)Bodensteins研究了下列反應(yīng):2HI(g)H2(g)＋I2(g),在716 K時,氣體混合物中碘化氫的物質(zhì)的量分數(shù)x(HI)與反應(yīng)時間t的關(guān)系如下表: t/min 0 20 40 60 80 120 x(HI) 1 0.91 0.85 0.815 0.795 0.784 x(HI) 0 0.60 0.73 0.773 0.780 0.784 ①根據(jù)上述實驗結(jié)果,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K的計算式為 　。 ②上述反應(yīng)中,正反應(yīng)速率為v正=k正x2(HI),逆反應(yīng)速率為v逆=k逆x(H2)x(I2),其中k正、k逆為速率常數(shù),則k逆為　　 　　(以K和k正表示)。若k正=0.002 7 min－1,在t=40 min時,v正=　　　　min－1。 ③由上述實驗數(shù)據(jù)計算得到v正～x(HI)和v逆～x(H2)的關(guān)系可用下圖表示。當(dāng)升高到某一溫度時,反應(yīng)重新達到平衡,相應(yīng)的點分別為　　　　(填字母)。 【解析】(1)根據(jù)化合價升降規(guī)律,結(jié)合實驗室制取氯氣的反應(yīng),碘元素的化合價升高,錳元素的化合價降低,所以還原產(chǎn)物為硫酸錳。 (2)==,代入數(shù)據(jù)可得=≈4.710－7。 (3)根據(jù)焓變等于反應(yīng)物鍵能減去生成物鍵能可知:2EH—I－EH—H－EI—I= ＋11 kJmol－1,得EH—I=299 kJmol－1。 (4)①K==,x(HI)=0.784,x(H2)=x(I2)=(1－0.784)2=0.108。 ②平衡時,v正=v逆,k正x2(HI)=k逆x(H2)x(I2), k逆==;v正=k正x2(HI),k正=0.002 7 min－1,在t=40 min時,x(HI)=0.85,代入數(shù)據(jù)得v正≈1.9510－3min－1。 ③升高溫度,正逆反應(yīng)速率均增大,在圖象上v正、v逆均上移;但平衡右移,x(HI)減少,在圖象上數(shù)值減小,即A點,平衡右移,x(H2)、x(I2)增大,在圖象上數(shù)值增大,即E點。 答案:(1)MnSO4(或Mn2＋)　(2)4.710－7　(3)299 (4)①K=?、凇?.9510－3 ③A、E ．(xx全國卷Ⅱ27)甲醇是重要的化工原料,又可作為燃料。利用合成氣(主要成分為CO、CO2和H2)在催化劑作用下合成甲醇,發(fā)生的主要反應(yīng)如下: Ⅰ.CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)　ΔH1 Ⅱ.CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH2 Ⅲ.CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH3 回答下列問題: (1)已知反應(yīng)Ⅰ中相關(guān)的化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如下: 化學(xué)鍵 H—H C—O C≡O(shè) H—O C—H E/(kJmol－1) 436 343 1 076 465 413 由此計算ΔH1=　　　　　　　　　kJmol－1;已知ΔH2=－58 kJmol－1,則 ΔH3=　　　　　　　　kJmol－1。 (2)反應(yīng)Ⅰ的化學(xué)平衡常數(shù)K表達式為　　　　　　　　　　　　　　　　; 圖1中能正確反映平衡常數(shù)K隨溫度變化關(guān)系的曲線為 　　　　　　 (填曲線標(biāo)記字母),其判斷理由是 　　　　　　　　 。 (3)合成氣組成n(H2)/n(CO＋CO2)=2.60時,體系中的CO平衡轉(zhuǎn)化率(α)與溫度和壓強的關(guān)系如圖2所示。α(CO)值隨溫度升高而　　　　(填“增大”或“減小”),其原因是　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ; 圖2中的壓強由大到小為　　　　,其判斷理由是 　　　　　　　 　 　。 【解題指南】解答本題時應(yīng)注意以下兩點: (1)焓變等于反應(yīng)物的鍵能減去生成物的鍵能; (2)溫度升高,平衡向吸熱的方向進行。 【解析】(1)反應(yīng)熱等于反應(yīng)物鍵能減去生成物鍵能,根據(jù)反應(yīng)Ⅰ:CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)可知ΔH1=1 076 kJmol－1＋2436 kJmol－1－3 413 kJmol－1－343 kJmol－1－465 kJmol－1=－99 kJmol－1,再根據(jù)蓋斯定律:Ⅱ－Ⅰ=Ⅲ,則ΔH3=－58 kJmol－1＋99 kJmol－1=＋41 kJmol－1。 (2)根據(jù)平衡常數(shù)表達式可知反應(yīng)Ⅰ的K=;正反應(yīng)是放熱反應(yīng),升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動,所以平衡常數(shù)減小,a正確。 (3)升高溫度時,反應(yīng)Ⅰ為放熱反應(yīng),平衡向左移動,使得體系中CO的量增大;反應(yīng)Ⅲ為吸熱反應(yīng),平衡向右移動,產(chǎn)生CO的量增大;總結(jié)果,隨溫度升高,使CO的轉(zhuǎn)化率減小;由于同溫時反應(yīng)Ⅰ加壓右移,有利于CO的轉(zhuǎn)化,反應(yīng)Ⅲ平衡不移動,CO的量不受壓強影響,故增大壓強時,有利于CO的轉(zhuǎn)化率升高,所以圖2中的壓強由大到小為p3>p2>p1。 答案:(1)－99?。?1 (2)K=[或Kp=]　a 反應(yīng)Ⅰ為放熱反應(yīng),平衡常數(shù)數(shù)值應(yīng)隨溫度升高而變小 (3)減小　升高溫度時,反應(yīng)Ⅰ為放熱反應(yīng),平衡向左移動,使得體系中CO的量增大;反應(yīng)Ⅲ為吸熱反應(yīng),平衡向右移動,又使產(chǎn)生CO的量增大;總結(jié)果,隨溫度升高,使CO的轉(zhuǎn)化率降低　p3>p2>p1　相同溫度下,由于反應(yīng)Ⅰ為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng),加壓有利于提高CO的轉(zhuǎn)化率;而反應(yīng)Ⅲ為氣體分子數(shù)不變的反應(yīng),產(chǎn)生CO的量不受壓強影響,故增大壓強時,有利于CO的轉(zhuǎn)化率升高 ．(xx山東高考30)合金貯氫材料具有優(yōu)異的吸放氫性能,在配合氫能的開發(fā)中起著重要作用。 (1)一定溫度下,某貯氫合金(M)的貯氫過程如圖所示,縱軸為平衡時氫氣的壓強(p),橫軸表示固相中氫原子與金屬原子的個數(shù)比(H/M)。 在OA段,氫溶解于M中形成固溶體MHx,隨著氫氣壓強的增大,H/M逐漸增大;在AB段,MHx與氫氣發(fā)生氫化反應(yīng)生成氫化物MHy,氫化反應(yīng)方程式為:zMHx(s)＋H2(g)zMHy(s)　ΔH(Ⅰ);在B點,氫化反應(yīng)結(jié)束,進一步增大氫氣壓強,H/M幾乎不變。反應(yīng)(Ⅰ)中z=　　　　(用含x和y的代數(shù)式表示)。溫度為T1時,2 g某合金4 min內(nèi)吸收氫氣240 mL,吸氫速率v= 　　mLg－1min－1。反應(yīng)(Ⅰ)的焓變ΔHⅠ　　　　0(填“>”“<”或“=”)。 (2)η表示單位質(zhì)量貯氫合金在氫化反應(yīng)階段的最大吸氫量占其總吸氫量的比例,則溫度為T1、T2時,η(T1)　　　　η(T2)(填“>”“<”或“=”)。當(dāng)反應(yīng)(Ⅰ)處于圖中a點時,保持溫度不變,向恒容體系中通入少量氫氣,達到平衡后反應(yīng)(Ⅰ)可能處于圖中的　　　　點(填“b”“c”或“d”),該貯氫合金可通過　　　　或　　　　的方式釋放氫氣。 (3)貯氫合金ThNi5可催化由CO、H2合成CH4的反應(yīng),溫度為T時,該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 已知溫度為T時:CH4(g)＋2H2O(g)CO2(g)＋4H2(g) ΔH=＋165 kJmol－1 CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)　ΔH=－41 kJmol－1 【解題指南】解答本題注意以下兩點: (1)注意圖象的縱、橫坐標(biāo)所代表的含義; (2)熱化學(xué)方程式書寫的注意事項。 【解析】(1)根據(jù)元素守恒可得zx＋2=zy,解得z=2/(y－x);吸氫速率v=240 mL2 g4 min=30 mLg－1min－1;根據(jù)圖象可知,T1η(T2);處于圖中的a點時,保持溫度不變,向恒容體系中通入少量的氫氣,氫氣的壓強增大,H/M逐漸增大,根據(jù)圖象可能處于c點;根據(jù)平衡移動原理,可以通過加熱或減小壓強的方式使平衡逆向移動,釋放氫氣。 (3)設(shè)題給熱化學(xué)方程式的反應(yīng)熱分別為ΔH1、ΔH2,寫出由CO、H2合成CH4的化學(xué)方程式并注明狀態(tài):CO(g)＋3H2(g)CH4(g)＋H2O(g),然后根據(jù)蓋斯定律可得該反應(yīng)的ΔH=ΔH2－ΔH1=－206 kJmol－1。 答案:(1)2/(y－x)　30　< (2)>　c　加熱　減壓 (3)CO(g)＋3H2(g)CH4(g)＋H2O(g)　　ΔH=－206 kJmol－1 【誤區(qū)提醒】本題熱化學(xué)方程式的書寫易出現(xiàn)錯誤,主要有以下幾點: (1)方程式中的狀態(tài)未標(biāo); (2)熱量計算出現(xiàn)錯誤; (3)ΔH的單位書寫出現(xiàn)錯誤。 ．(xx浙江高考28)乙苯催化脫氫制苯乙烯反應(yīng): (g)(g)＋H2(g) (1)已知: 化學(xué)鍵 C—H C—C CC H—H 鍵能/kJmol－1 412 348 612 436 計算上述反應(yīng)的ΔH=　　　　kJmol－1。 (2)維持體系總壓p恒定,在溫度T時,物質(zhì)的量為n、體積為V的乙苯蒸氣發(fā)生催化脫氫反應(yīng)。已知乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率為α,則在該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)K= 　　　　(用α等符號表示)。 (3)工業(yè)上,通常在乙苯蒸氣中摻混水蒸氣(原料氣中乙苯和水蒸氣的物質(zhì)的量之比為1∶9),控制反應(yīng)溫度600℃,并保持體系總壓為常壓的條件下進行反應(yīng)。在不同反應(yīng)溫度下,乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率和某催化劑作用下苯乙烯的選擇性(指除了H2以外的產(chǎn)物中苯乙烯的物質(zhì)的量分數(shù))示意圖如下: ①摻入水蒸氣能提高乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率,解釋說明該事實 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　。 ②控制反應(yīng)溫度為600℃的理由是 　　　　　　　　 　。 (4)某研究機構(gòu)用CO2代替水蒸氣開發(fā)了綠色化學(xué)合成工藝——乙苯－二氧化碳耦合催化脫氫制苯乙烯。保持常壓和原料氣比例不變,與摻水蒸氣工藝相比,在相同的生產(chǎn)效率下,可降低操作溫度;該工藝中還能夠發(fā)生反應(yīng):CO2＋H2CO＋H2O,CO2＋C2CO。新工藝的特點有　　　　　(填編號)。 ①CO2與H2反應(yīng),使乙苯脫氫反應(yīng)的化學(xué)平衡右移 ②不用高溫水蒸氣,可降低能量消耗 ③有利于減少積炭 ④有利于CO2資源利用 【解析】(1)ΔH=反應(yīng)物的總鍵能－生成物的總鍵能=412 kJmol－12＋ 348 kJmol－1－612 kJmol－1－436 kJmol－1=124 kJmol－1。 (2)恒壓條件下,反應(yīng)是體積增大的反應(yīng),反應(yīng)前后體積會發(fā)生變化,=,反應(yīng)后的體積V2=(1＋α)V,代入平衡常數(shù)的計算公式可求出:K=α2n/[(1－α2)V]。 (3)①水不參加反應(yīng),相當(dāng)于通入惰性氣體,保持壓強不變,對于反應(yīng)來說相當(dāng)于減小壓強,平衡向氣體體積增大的方向進行,即向正反應(yīng)方向進行,因此能提高乙苯的轉(zhuǎn)化率。 ②溫度控制在600℃,能保持較快的反應(yīng)速率,乙苯的轉(zhuǎn)化率和苯乙烯的選擇性都較高。溫度過低,反應(yīng)速率慢,轉(zhuǎn)化率低;溫度過高,可能使催化劑失活,且能耗大。雖然乙苯的轉(zhuǎn)化率提高,但苯乙烯的選擇性大幅下降。 (4)與摻水蒸氣工藝相比,不用高溫水蒸氣,可降低能量消耗;CO2與H2反應(yīng),使乙苯脫氫反應(yīng)的化學(xué)平衡右移;CO2＋C2CO,有利于減少積炭,且充分利用了CO2資源。 答案:(1)124　(2)Kc=α2n/[(1－α2)V]或Kp=p (3)①正反應(yīng)方向氣體分子數(shù)增加,加入水蒸氣稀釋,相當(dāng)于起減壓的效果 ②溫度控制在600℃,能保持較快的反應(yīng)速率,乙苯的轉(zhuǎn)化率和苯乙烯的選擇性都較高。溫度過低,反應(yīng)速率慢,轉(zhuǎn)化率低;溫度過高,選擇性下降。高溫還可能使催化劑失活,且能耗大 (4)①②③④ ．(xx重慶高考30)我國古代青銅器工藝精湛,有很高的藝術(shù)價值和歷史價值,但出土的青銅器大多受到環(huán)境腐蝕,故對其進行修復(fù)和防護具有重要意義。 (1)原子序數(shù)為29的銅元素位于元素周期表中第　　　　周期。 (2)某青銅器中Sn、Pb的質(zhì)量分別為119 g、20.7 g,則該青銅器中Sn和Pb原子的數(shù)目之比為　　　　。 (3)研究發(fā)現(xiàn),腐蝕嚴重的青銅器表面大都存在CuCl。關(guān)于CuCl在青銅器腐蝕過程中的催化作用,下列敘述正確的是　　　　。 ( ) A．降低了反應(yīng)的活化能 B．增大了反應(yīng)的速率 C．降低了反應(yīng)的焓變 D．增大了反應(yīng)的平衡常數(shù) (4)采用“局部封閉法”可以防止青銅器進一步被腐蝕。如將糊狀A(yù)g2O涂在被腐蝕部位,Ag2O與有害組分CuCl發(fā)生復(fù)分解反應(yīng),該化學(xué)方程式為　　　　　　。 (5)下圖為青銅器在潮濕環(huán)境中發(fā)生的電化學(xué)腐蝕的原理示意圖。 ①腐蝕過程中,負極是　　　　(填圖中字母“a”或“b”或“c”); ②環(huán)境中的Cl－擴散到孔口,并與正極反應(yīng)產(chǎn)物和負極反應(yīng)產(chǎn)物作用生成多孔粉狀銹Cu2(OH)3Cl,其離子方程式為 　; ③若生成4.29 g Cu2(OH)3Cl,則理論上耗氧體積為　　　L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。 【解題指南】解答本題時應(yīng)注意以下兩點: (1)根據(jù)元素的核外電子排布可以推測元素在周期表中的位置; (2)復(fù)分解反應(yīng)是兩者相互交換離子。 【解析】(1)銅為29號元素,根據(jù)核外電子排布規(guī)則可知,銅元素位于元素周期表中第4周期。 (2)根據(jù)N=NA,青銅器中Sn、Pb的質(zhì)量分別為119 g、20.7 g,則該青銅器中Sn和Pb原子數(shù)目之比為(119 g119 gmol－1)∶(20.7 g207 gmol－1)= 10∶1。 (3)催化劑能降低反應(yīng)的活化能,從而加快化學(xué)反應(yīng)速率,但是催化劑不能改變反應(yīng)的焓變,也不能改變反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù),選A、B。 (4)Ag2O與CuCl發(fā)生復(fù)分解反應(yīng),沒有化合價的升降,則化學(xué)方程式為Ag2O＋2CuCl2AgCl＋Cu2O。 (5)①根據(jù)圖示,腐蝕過程中,銅失電子生成Cu2＋,則負極是銅,選c; ②根據(jù)上述分析,正極產(chǎn)物是OH－,負極產(chǎn)物為Cu2＋,環(huán)境中的Cl－擴散到孔口,與正極反應(yīng)產(chǎn)物和負極反應(yīng)產(chǎn)物作用生成多孔粉狀銹Cu2(OH)3Cl,則離子方程式為2Cu2＋＋3OH－＋Cl－Cu2(OH)3Cl↓; ③4.29 g Cu2(OH)3Cl的物質(zhì)的量為4.29/214.5=0.02(mol),根據(jù)銅原子守恒,Cu2＋的物質(zhì)的量為0.04 mol,負極反應(yīng)為2Cu－4e－2Cu2＋,正極反應(yīng)為O2＋4e－＋2H2O4OH－,根據(jù)正、負極放電量相等,則理論上耗氧體積為0.02 mol22.4 Lmol－1=0.448 L。 答案:(1)4　(2)10∶1　(3)A、B (4)Ag2O ＋2CuCl2AgCl＋Cu2O (5)①c?、?Cu2＋＋3OH－＋Cl－Cu2(OH)3Cl↓ ③0.448 【誤區(qū)提醒】上題中的(3)容易錯選C、D,催化劑只能改變化學(xué)反應(yīng)速率,無法改變化學(xué)平衡狀態(tài),因此是否加入催化劑不會影響化學(xué)平衡常數(shù)以及反應(yīng)的焓變。 ．(xx海南高考16)氨是合成硝酸、銨鹽和氮肥的基本原料,回答下列問題: (1)氨的水溶液顯弱堿性,其原因為 (用離子方程式表示), 0.1 molL－1的氨水中加入少量NH4Cl固體,溶液的pH　　　　(填“升高”或“降低”);若加入少量明礬,溶液中N的濃度　　　　(填“增大”或“減小”)。 (2)硝酸銨加熱分解可得到N2O和H2O,250℃時,硝酸銨在密閉容器中分解達到平衡,該分解反應(yīng)的化學(xué)方程式為 　　　　　　 　, 平衡常數(shù)表達式為　 ;若有1 mol硝酸銨完全分解,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為 　　　　mol。 (3)由N2O和NO反應(yīng)生成N2和NO2的能量變化如圖所示,若生成1 mol N2,其 ΔH=　　　　kJmol－1。 【解題指南】解答本題時應(yīng)注意以下兩點: (1)氮及其化合物的性質(zhì)及轉(zhuǎn)化; (2)電解質(zhì)溶液中電離平衡、水解平衡以及化學(xué)平衡、反應(yīng)中的能量變化等化學(xué)反應(yīng)原理知識的理解與應(yīng)用。 【解析】(1)氨水中一水合氨部分電離生成銨根離子和氫氧根離子,使溶液呈堿性;若加入氯化銨,銨根離子濃度增大,電離平衡逆向移動,氫氧根離子濃度減小,pH減小;若加入明礬,Al3＋水解消耗OH－,使NH3H2O的電離反應(yīng)正向移動,c(N)增大。 (2)硝酸銨分解生成N2O和H2O為可逆反應(yīng),因此化學(xué)方程式為NH4NO3(s)N2O(g)＋2H2O(g)(250℃時,水為氣態(tài)),則K=c(N2O)c2(H2O);硝酸銨中氮元素化合價分別從－3和＋5價均變?yōu)椋?價,因此轉(zhuǎn)移電子數(shù)為4個,每有1 mol硝酸銨反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子數(shù)為4 mol。 (3)N2O＋NON2＋NO2,根據(jù)圖示每生成1 mol氮氣, ΔH=209 kJmol－1－348 kJmol－1=－139 kJmol－1。 答案:(1)NH3H2ON＋OH－　降低　增大 (2)NH4NO3N2O↑＋2H2O↑　K=c(N2O)c2(H2O)　4 (3)－139 ．(xx廣東高考31)用O2將HCl轉(zhuǎn)化為Cl2,可提高效益,減少污染。 (1)傳統(tǒng)上該轉(zhuǎn)化通過如下所示的催化循環(huán)實現(xiàn)。 其中,反應(yīng)①為: 2HCl(g)＋ CuO(s)H2O(g)＋CuCl2(s)　ΔH1 反應(yīng)②生成1 mol Cl2(g)的反應(yīng)熱為ΔH2,則總反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為 　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　(反應(yīng)熱用ΔH1和ΔH2表示)。 (2)新型RuO2催化劑對上述HCl轉(zhuǎn)化為Cl2的總反應(yīng)具有更好的催化活性。 ①實驗測得在一定壓強下,總反應(yīng)的HCl平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的αHCl~T曲線如圖: 則總反應(yīng)的ΔH　　　　0(填“>”“=”或“<”);A、B兩點的平衡常數(shù)K(A)與K(B)中較大的是　　　　　　　　　。 ②在上述實驗中若壓縮體積使壓強增大,畫出相應(yīng)αHCl~T曲線的示意圖,并簡要說明理由:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ③下列措施中,有利于提高αHCl的有　　　　　　　　　　。 ( ) A．增大n(HCl) B．增大n(O2) C．使用更好的催化劑 D．移去H2O (3)一定條件下測得反應(yīng)過程中n(Cl2)的數(shù)據(jù)如下: t/min 0 2.0 4.0 6.0 8.0 n(Cl2)/10－3mol 0 1.8 3.7 5.4 7.2 計算2.0～6.0 min內(nèi)以HCl的物質(zhì)的量變化表示的反應(yīng)速率(以molmin－1為單 位,寫出計算過程)。 (4)Cl2用途廣泛,寫出用Cl2制備漂白粉的化學(xué)反應(yīng)方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 【解題指南】解答本題注意以下兩點: (1)掌握利用蓋斯定律計算熱效應(yīng)的方法; (2)掌握外界條件對化學(xué)平衡的影響。 【解析】本題主要考查熱化學(xué)方程式的書寫、蓋斯定律的應(yīng)用、平衡移動原理、化學(xué)反應(yīng)速率的計算、圖象問題的分析和處理能力。 (1)注意反應(yīng)熱和化學(xué)計量數(shù)之間的關(guān)系,反應(yīng)②生成1 mol Cl2(g)的反應(yīng)熱為ΔH2,根據(jù)蓋斯定律可求出總反應(yīng)的反應(yīng)熱,2HCl(g)＋ 1/2O2(g)H2O(g)＋Cl2(g) ΔH=ΔH1＋ΔH2。 (2)①根據(jù)溫度升高,氯化氫的轉(zhuǎn)化率降低可知,該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng),即ΔH<0。當(dāng)溫度升高時,平衡逆向移動,平衡常數(shù)減小,所以K(A)>K(B); ②根據(jù)反應(yīng)特點,反應(yīng)后氣體分子數(shù)減少,增大壓強,氯化氫的轉(zhuǎn)化率升高,故此時的αHCl～T曲線應(yīng)該在題中所給曲線的上方; ③增大n(HCl),平衡雖然正向移動但是氯化氫的轉(zhuǎn)化率下降,A不正確;增大氧氣的濃度,可以提高αHCl,B正確;催化劑只能改變反應(yīng)速率不能改變化學(xué)平衡,C不正確;移去H2O,平衡正向移動,αHCl變大,D正確。 (3)應(yīng)用題目給出的數(shù)值可以計算速率為1.810－3molmin－1。 (4)制備漂白粉是用氯氣和石灰乳反應(yīng)制得,反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Cl2＋2Ca(OH)2CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O。 答案:(1)2HCl(g)＋ 1/2O2(g)H2O(g)＋Cl2(g) ΔH=ΔH1＋ΔH2 (2)①<　K(A)?、谝娤聢D 增大壓強,平衡右移,αHCl增大,相同溫度下,HCl的平衡轉(zhuǎn)化率比之前實驗的大?、跙、D (3)解:設(shè)2.0～6.0 min內(nèi),HCl轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量為n 2HCl(g)＋1/2O2(g)H2O(g)＋Cl2(g) 2 　1 n 　 (5.4－1.8)10－3mol 解得n=7.210－3mol v(HCl)=7.210－3mol/(6.0－2.0)min=1.810－3molmin－1 (4)2Cl2＋2Ca(OH)2CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O