Question

【題目】（1）用Cl2生產(chǎn)某些含氯有機(jī)物時(shí)會(huì)產(chǎn)生副產(chǎn)物HCl。利用反應(yīng)A，可實(shí)現(xiàn)氯的循環(huán)利用。反應(yīng)A：

已知：i. 反應(yīng)A中，4mol HCl被氧化，放出115.6kJ的熱量。

ii.

①HCl的電子式是__________。

②反應(yīng)A的熱化學(xué)方程式是____________。

③斷開1mol H-O鍵與斷開1mol H-Cl鍵所需能量相差約______kJ，H2O中H-O鍵比HCl中H-Cl鍵（填“強(qiáng)”或“弱”）_____。

（2）下圖是容積均為1L，分別按4種投料比[n(HCl)：n(O2)]分別為1：1、2：1、4：1、6：1進(jìn)行投料，反應(yīng)溫度對(duì)HCl平衡轉(zhuǎn)化率影響的曲線。

①曲線c對(duì)應(yīng)的投料比是__________。

②用平衡移動(dòng)的原理解釋溫度和HCl平衡轉(zhuǎn)化率的關(guān)系__________。

③投料比為4：1、溫度為400℃時(shí)，平衡混合氣中Cl2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)是_____，O2的平衡轉(zhuǎn)化率______。

Answer 1

【答案】 ΔH=-115.6 kJ/mol 32 強(qiáng) 2：l ΔH=-115.6 kJ/mol，反應(yīng)放熱，溫度升高，平衡逆向移動(dòng)，HCl的平衡轉(zhuǎn)化率減低 35.3% 75%

【解析】

（1）①HCl是共價(jià)化合物，電子式為；

②根據(jù)反應(yīng)A中，4mol HCl被氧化，放出115.6kJ的熱量可知，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：ΔH=-115.6 kJ/mol；

③ΔH=反應(yīng)物的總鍵能-生成物的總鍵能，即4EH-Cl+EO-O-(2ECl-Cl+4EH-O)=-115.6kJ·mol-1，化簡(jiǎn)得EH-Cl-EH-O=-32kJ·mol-1＜0，即1mol H-O鍵與斷開1mol H-Cl鍵所需能量相差約32kJ，且H-O鍵比H-Cl強(qiáng)；

（2）①觀察4個(gè)投料比的數(shù)據(jù)，可以看作是O2的量不變，HCl的量依次增加，則HCl的轉(zhuǎn)化率依次降低；在圖中，同一溫度下，a、b、c、d的HCl的轉(zhuǎn)化率依次降低，且c的轉(zhuǎn)化率在第二個(gè)，所以c對(duì)應(yīng)的投料比為2：1；

②從熱化學(xué)方程式可以看出，該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，HCl的轉(zhuǎn)化率減小；

③投料比4：1對(duì)應(yīng)的是曲線b，400℃時(shí)，HCl的轉(zhuǎn)化率為75%；設(shè)起始時(shí)有400mol的HCl，則有100mol O2，則平衡時(shí)反應(yīng)的三段式為（單位:mol）

4HCl+O22Cl2+2H2O

起 400 100 0 0

轉(zhuǎn) 300 75 150 150

平 100 25 150 150

則平衡時(shí)，Cl2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為=35.3%；O2的平衡轉(zhuǎn)化率為=75%。