Question

【題目】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(guò)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1 mol Cl2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(cè)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ɑHCl-T曲線如圖所示，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)ɑHCl～T曲線的示意圖，并簡(jiǎn)要說(shuō)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(cè)得反應(yīng)過(guò)程匯總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2.0～6.0 min內(nèi)以HCl的物質(zhì)的量變化表示的反應(yīng)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(xué)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(qiáng)，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，αHCl 增大，相同溫度下 HCl 的平衡轉(zhuǎn)化率比之前實(shí)驗(yàn)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(gè)過(guò)程為：4HCl+O2=2Cl2+2H2O，反應(yīng)①為：2HCl(g)+CuO(s)H2O(g)+CuCl2(s)△H1，

反應(yīng)②生成1molCl2(g)的反應(yīng)熱為△H2，則反應(yīng)熱化學(xué)方程式為：CuCl2(g)+ O2(g)=CuO(s)+Cl2(g)△H2，根據(jù)蓋斯定律(①+②)×2可得總反應(yīng)的熱化學(xué)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(shí)HCl的轉(zhuǎn)化率越小，說(shuō)明升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，即△H＜0，化學(xué)平衡常數(shù)減小，即K(A)＞K(B)，故答案為：＜；K(A)；

②正反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，相同溫度下HCl的平衡轉(zhuǎn)化率比之前實(shí)驗(yàn)的大，故壓縮體積使壓強(qiáng)增大，畫相應(yīng)αHCl～T曲線的示意圖為，故答案為：，增大壓強(qiáng)，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，αHCl增大，相同溫度下HCl的平衡轉(zhuǎn)化率比之前實(shí)驗(yàn)的大；

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

(3)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)×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(yīng)生成氯化鈣、次氯酸鈣與水，反應(yīng)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。