Question

【題目】用O2將HCl轉化為Cl2，可提高效益，減少污染，（1）傳統上該轉化通過如右圖所示的催化劑循環實現，

其中，

反應①為2HCl(g)+CuO(s)H2O(g)+CuCl2(g) △H1

反應②生成1 mol Cl2的反應熱為△H2，則總反應的熱化學方程式為_______________________(反應熱用△H1和△H2表示)。

（2）新型RuO2催化劑對上述HCl轉化為Cl2的總反應具有更好的催化活性，

①實驗測得在一定壓強下，總反應的HCl平衡轉化率隨溫度變化的ɑHCl-T曲線如圖所示，則總反應的△H_____0 ，（填“＞”、“﹦”或“＜”）；A、B兩點的平衡常數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ɑHCl～T曲線的示意圖，并簡要說明理由__________。

（3）①下列措施中有利于提高ɑHCl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

②一定條件下測得反應過程匯總n(Cl2)的數據如下：

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內以HCl的物質的量變化表示的反應速率為_______________（以mol·min-1為單位）。

（4）Cl2用途廣泛，寫出Cl2制備漂白粉的化學方程式__________________________________。

Answer 1

【答案】 4HCl（g）+O2（g）=2Cl2（g）+2H2O（g）△H=2（△H1+△H2） ＜ K（A） ;增大壓強，平衡向正反應方向移動，αHCl 增大，相同溫度下 HCl 的平衡轉化率比之前實驗的大 BD 1.8×10-3molmin-1 2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O

【解析】(1)由圖示可知，整個過程為：4HCl+O2=2Cl2+2H2O，反應①為：2HCl(g)+CuO(s)H2O(g)+CuCl2(s)△H1，

反應②生成1molCl2(g)的反應熱為△H2，則反應熱化學方程式為：CuCl2(g)+ O2(g)=CuO(s)+Cl2(g)△H2，根據蓋斯定律(①+②)×2可得總反應的熱化學方程式：4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)△H=2(△H1+△H2)，故答案為：4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)△H=2(△H1+△H2)；

(2)①由圖可知，溫度越高，平衡時HCl的轉化率越小，說明升高溫度平衡向逆反應方向移動，則正反應為放熱反應，即△H＜0，化學平衡常數減小，即K(A)＞K(B)，故答案為：＜；K(A)；

②正反應為氣體體積減小的反應，增大壓強，平衡向正反應方向移動，相同溫度下HCl的平衡轉化率比之前實驗的大，故壓縮體積使壓強增大，畫相應αHCl～T曲線的示意圖為，故答案為：，增大壓強，平衡向正反應方向移動，αHCl增大，相同溫度下HCl的平衡轉化率比之前實驗的大；

③A．增大n(HCl)，HCl濃度增大，平衡右移，但HCl的轉化率降低，故A錯誤；B．增大n(O2)，氧氣濃度增大，平衡右移，HCl的轉化率提高，故B正確；C．使用更好的催化劑，加快反應速率，縮短到達平衡的時間，不影響平衡移動，HCl的轉化率不變，故C錯誤；D．移去生成物H2O，有利于平衡右移，HCl的轉化率增大，故D正確，故選：BD；

(3)設2.0～6.0min時間內，HCl轉化的物質的量為n，則

2HCl(g)+1/2O2(g)═H2O(g)+Cl2(g)

2　　　　　　　　　 1

n　　　　　　 (5.4-1.8)×103mol

解得　n=7.2×10-3mol，所以v(HCl)=7.2×10-3mol/(6.0-2.0)min═1.8×103mol/min，故答案為： 1.8×10-3mol/min；

(4)氯氣與氫氧化鈣反應生成氯化鈣、次氯酸鈣與水，反應方程式為2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O，故答案為：2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。