Question

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)化通過如右圖所示的催化劑循環(huán)實(shí)現(xiàn)，

其中，反應(yīng)①為：2HCl(g) + CuO(s) H₂O(g)+CuCl₂(g)  △H₁

反應(yīng)②生成1molCl₂(g)的反應(yīng)熱為△H₂，則總反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為              , (反應(yīng)熱用△H₁和△H₂表示)。

（2）新型RuO₂催化劑對(duì)上述HCl轉(zhuǎn)化為Cl₂的總反應(yīng)具有更好的催化活性，             

①實(shí)驗(yàn)測得在一定壓強(qiáng)下，總反應(yīng)的HCl平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的a_HCl—T曲線如圖12，則總反應(yīng)的△H        0  ,（填“＞”、“﹦”或“＜”）；A、B兩點(diǎn)的平衡常數(shù)K(A)與K(B)中較大的是        。

②在上述實(shí)驗(yàn)中若壓縮體積使壓強(qiáng)增大，畫出相應(yīng)a_HCl—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a_HCl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(jì)算2.0～6.0min內(nèi)以HCl的物質(zhì)的量變化表示的反應(yīng)速率（以mol·min^-1為單位，寫出計(jì)算過程）。

（4）Cl₂用途廣泛，寫出用Cl₂制備漂白粉的化學(xué)方程式。

Answer 1

【答案】(1) 2HCl(g) + 1/2O₂(g)H₂O(g)+Cl₂(g)  △H=△H₁+△H₂

(2)  ①＜ ；K(A)；②見右圖 

增大壓強(qiáng)，平衡右移，ɑ_HCl增大，相同溫度下，HCl的平衡轉(zhuǎn)化率比之前實(shí)驗(yàn)的大。  ③B、D

(3)解：設(shè)2.0～6.0min時(shí)間內(nèi)，HCl轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量為n，則

 2HCl(g) + 1/2O₂(g) == H₂O(g)+Cl₂(g)

   2                        1

  n                         (5.4-1.8)×10^-3mol

解得  n=7.2×10^-3mol，所以v(HCl)= 7.2×10^-3mol/(6.0-2.0)min==1.8×10^-3mol/min

(4)2Cl₂+2Ca(OH)₂==CaCl₂+Ca(ClO)₂+2H₂O

【解析】根據(jù)圖像信息，箭頭指向的是生成物可寫出反應(yīng)②的熱化學(xué)方程式：CuCl₂(g)+1/2O₂(g)CuO(s) +Cl₂(g)   △H₂，則①+②可得總反應(yīng)；（2）①根據(jù)圖12可知隨著溫度的升高，a_HCl減小，說明升高溫度，平衡向逆向移動(dòng)，則可知逆反應(yīng)吸熱反應(yīng)，所以正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，故△H＜0，同時(shí)由于升高溫度，平衡逆移，則生成物減少，溫度是B點(diǎn)大于A點(diǎn)，所以平衡常數(shù)K(A) ＞K(B)；②同時(shí)由于該總反應(yīng)是氣體系數(shù)減小的反應(yīng)，所以，壓縮體積使壓強(qiáng)增大，一定溫度下，平衡應(yīng)正向移動(dòng)，ɑ_HCl應(yīng)較題目實(shí)驗(yàn)狀態(tài)下為大，所以可得曲線圖: ；

③A、增大n(HCl) ，平衡正向移動(dòng)，但是平衡移動(dòng)使HCl減少的趨勢小于增加HCl使增大的趨勢，所以HCl的轉(zhuǎn)化率減小，錯(cuò)；B、增大n(O₂) ，反應(yīng)物的濃度增大，平衡向正向移動(dòng)，HCl轉(zhuǎn)化率增大，對(duì)；C、使用更好的催化劑，不能使化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng)，實(shí)驗(yàn)HCl的轉(zhuǎn)化率不變，錯(cuò)； D、移去H₂O，及減小了生成物的濃度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，HCl轉(zhuǎn)化率增大。對(duì)。故答案是選項(xiàng)B、D。（3）題目中給出的是n(Cl₂)的數(shù)據(jù)，要求的是以HCl的物質(zhì)的量變化表示的反應(yīng)速率，所以根據(jù)方程式進(jìn)行計(jì)算，注意是2.0～6.0min內(nèi)的速率，單位是mol·min^-1：設(shè)2.0～6.0min內(nèi)，HCl轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量為n，則：

 2HCl(g) + 1/2O₂(g)＝H₂O(g)+Cl₂(g)

   2                       1

  n                        (5.4-1.8)×10^-3mol

解得  n=7.2×10^-3mol，所以v(HCl)= 7.2×10^-3mol/(6.0-2.0)min==1.8×10^-3mol/min

（4）Cl₂與石灰乳發(fā)生反應(yīng)制取漂白粉，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2Cl₂+2Ca(OH)₂＝CaCl₂+Ca(ClO)₂+2H₂O。