Question

【題目】用Cl2生產(chǎn)含氯有機(jī)物時(shí)會產(chǎn)生HCl。

利用反應(yīng)__HCl(g)+__O2(g)__Cl2(g)+__H2O(g)可實(shí)現(xiàn)氯的循環(huán)利用。

完成下列填空：

（1）配平該化學(xué)方程式，并標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目。_____

（2）若將該反應(yīng)設(shè)計(jì)成一原電池，則Cl2應(yīng)在_____（填“正極”或“負(fù)極”）附近逸出。

（3）上述反應(yīng)中所有元素原子半徑由大到小的順序?yàn)?/span>_____；與氯元素同族的短周期元素原子最外層電子排布式為____。

（4）判斷氯、溴非金屬性強(qiáng)弱的依據(jù)是____(選填序號)。

a.熔點(diǎn)：Cl2＜Br2 b.氧化性：Cl2＞Br2 c.熱穩(wěn)定性：HCl＞HBr d.酸性：HCl＜HBr

（5）上述反應(yīng)若在固定體積的密閉容器中發(fā)生，能說明反應(yīng)已達(dá)平衡的是__(選填序號)。

a.2v(HCl)正=v(Cl2)逆 b.體系壓強(qiáng)不再改變

c.混合氣體密度不變 d.=K

（6）若反應(yīng)容器容積為2L，4molHCl與1molO2混合氣體反應(yīng)至8min時(shí)，測得容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)減小了10％，則用HCl表示的該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率為___。

（7）圖是在4種不同投料比下，溫度對HCl平衡轉(zhuǎn)化率影響的曲線(=1，2，4，6)

①曲線a對應(yīng)的投料比____。

②不改變投料比，使曲線b達(dá)到曲線d相同的HCl平衡轉(zhuǎn)化率，可采取的措施有____；____。

Answer 1

【答案】 負(fù)極 Cl＞O＞H 1s22s22p5 bc bd 0.125mol/(Lmin) 6∶1 降低溫度 增大壓強(qiáng)

【解析】

(1)根據(jù)化合價(jià)升降守恒，配平方程式，并分析電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目；

(2)4HCl(g)+ O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)反應(yīng)中氯化氫被氧化，發(fā)生氧化反應(yīng)結(jié)合原電池原理分析判斷；

(3)根據(jù)電子層越多，原子半徑越大，同周期元素，原子序數(shù)大的原子半徑��；與氯元素同族的短周期元素原子為F，核外有9個(gè)電子，據(jù)此分析解答；

(4)非金屬性越強(qiáng)，對應(yīng)氫化物越穩(wěn)定，單質(zhì)的氧化性越強(qiáng)，最高價(jià)含氧酸的酸性越強(qiáng)，與物理性質(zhì)、無氧酸的酸性無關(guān)；

(5)根據(jù)化學(xué)平衡的特征分析判斷；

(6)利用三段式結(jié)合阿伏伽德羅定律分析計(jì)算；

(7)①在其他條件不變時(shí)，O2的量越大，HCl的轉(zhuǎn)化率越大；②由圖可知，當(dāng)投料比相同時(shí)，升高溫度，HCl的轉(zhuǎn)化率降低，平衡逆向移動，說明正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，結(jié)合方程式4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)分析解答。

(1)__HCl(g)+__O2(g)__Cl2(g)+__H2O(g)中Cl元素有-1價(jià)變成0價(jià)，O元素由0價(jià)變成-2價(jià)，根據(jù)化合價(jià)升降守恒，配平得：4HCl(g)+ O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)，反應(yīng)中轉(zhuǎn)移4個(gè)電子，電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目可以表示為，故答案為：；

(2)4HCl(g)+ O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)反應(yīng)中氯化氫被氧化，發(fā)生氧化反應(yīng)，應(yīng)該在負(fù)極反應(yīng)，則Cl2應(yīng)在負(fù)極附近逸出，故答案為：負(fù)極；

(3)電子層越多，原子半徑越大，同周期元素，原子序數(shù)大的原子半徑小，則原子半徑為Cl＞O＞H；與氯元素同族的短周期元素原子為F，核外有9個(gè)電子，核外電子排布式為1s22s22p5，故答案為：Cl＞O＞H；1s22s22p5；

(4)氯、溴非金屬性強(qiáng)弱的依據(jù)是單質(zhì)的氧化性、氫化物的穩(wěn)定性，與氫氣化合的難易程度、最高價(jià)含氧酸的酸性強(qiáng)弱有關(guān)，與物質(zhì)的熔點(diǎn)、無氧酸的酸性等無關(guān)，故答案為：bc；

(5)a．2ν(HCl)正=ν(Cl2)逆，正、逆反應(yīng)速率不等，不能說明達(dá)到平衡狀態(tài)，故a錯(cuò)誤；b．恒容時(shí)，壓強(qiáng)為變量，則體系壓強(qiáng)不再改變，說明達(dá)到平衡狀態(tài)，故b正確；c．氣體的質(zhì)量、體積不變，則密度始終不變，則混合氣體密度不變，不能說明達(dá)到平衡狀態(tài)，故c錯(cuò)誤；d．=K，說明是平衡狀態(tài)，故d正確；故答案為：bd；

(6) 4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)

開始(mol) 4 10 0

轉(zhuǎn)化(mol) 4x x 2x 2x

8min(mol) 4-4x1-x 2x 2x

測得容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)減小了10%，即氣體的物質(zhì)的量減小了10%，則=0.9，解得x=0.5，則用HCl表示的該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率為=0.125mol/(Lmin)，故答案為：0.125mol/(Lmin)；

(7)①在其他條件不變時(shí)，O2的量越大，HCl的轉(zhuǎn)化率越大，由此可確定a的為6∶1，b為4∶1，c為2∶1，d為1∶1，故答案為：6∶1；

②由圖可知，當(dāng)投料比相同時(shí)，升高溫度，HCl的轉(zhuǎn)化率降低，平衡逆向移動，說明正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，因此不改變投料比，使曲線b達(dá)到曲線d，需要增大HCl的轉(zhuǎn)化率，平衡正向移動，結(jié)合方程式4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)，可采取的措施有降低溫度、增大壓強(qiáng)等，故答案為：降低溫度；增大壓強(qiáng)。