Question

光氣(COCl₂)在塑料、制革、制藥等工業(yè)中有許多用途，工業(yè)上采用高溫下CO與Cl₂在活性炭催化下合成。

（1）氯氣工業(yè)上來源于氯堿工業(yè)，氯堿工業(yè)的化學(xué)方程式為                           

（2）工業(yè)上利用天然氣(主要成分為CH₄)與CO₂進(jìn)行高溫重整制備CO和H₂，已知CH₄、H₂和CO的燃燒熱(△H)分別為－890.3 kJ/mol、－285.8kJ/mol和－283.0 kJ/mol，則該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：_____                                      _____；

（3）COCl₂的分解反應(yīng)為COCl₂(g)  Cl₂(g) + CO(g)  △H = +108 kJ/mol。反應(yīng)體系達(dá)到平衡后，各物質(zhì)的濃度在不同條件下的變化狀況如下圖所示(第10 min到14 min的COCl₂濃度變化曲線來示出)：

①計(jì)算反應(yīng)在第8 min時(shí)的平衡常數(shù)K = __________(保留小數(shù)點(diǎn)后兩位數(shù)字)

②比較第2 min反應(yīng)溫度T（2）與第8 min反應(yīng)溫度(T8)的高低：T（2）____T（8）(填“<”、 “>”或“=”)；

③若12 min時(shí)反應(yīng)于溫度T（8）下重新達(dá)到平衡，則此時(shí)c(COCl₂) = ______mol/L；

④比較產(chǎn)物CO在2～3 min、5～6 min和12～13 min時(shí)平均反應(yīng)速率[平均反應(yīng)速率分別以V(2—3)、 V(5—6)、 V(l2－13)表示]的大小____________；

⑤反應(yīng)物COCl₂在5－6 min和15－16 min時(shí)平均反應(yīng)速率的大小為：V(5－6) > V(15－16)，原因是__               _____________。

 

Answer 1

【答案】

（1）2NaCl+2H₂O2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；

（2）CH₄(g)+CO₂(g) ＝2CO(g)+2H₂(g)   △H=+247.3kJ/mol

（3） ①0.23  ②<  ③0.031  ④V(5—6) > V(2—3)= V(l2－13)

⑤在相同溫度時(shí)，該反應(yīng)的反應(yīng)物濃度越高，反應(yīng)速率越大。

【解析】

試題分析：（1）氯堿工業(yè)是電解飽和食鹽水來制備氯氣，氯堿工業(yè)的化學(xué)方程式為2NaCl+2H₂O     2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；（2）根據(jù)蓋斯定律，可得CH₄(g)+CO₂(g) ＝2CO(g)+2H₂(g)   △H=+247.3kJ/mol。（3）①由圖可知，8min時(shí)COCl₂的平衡濃度為0.04mol/L，Cl₂的平衡濃度為0.11mol/L，CO的平衡濃度為0.085mol/L，故該溫度下化學(xué)平衡常數(shù)k==0.234 mol•L^﹣1；②第8min時(shí)反應(yīng)物的濃度比第2min時(shí)減小，生成物濃度增大，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)．4min瞬間濃度不變，不可能為改變壓強(qiáng)、濃度，應(yīng)是改變溫度，又因?yàn)檎�反�?yīng)為吸熱反應(yīng)，所以T（2）＜T（8），故答案為：＜；③由圖可知，10min瞬間Cl₂濃度增大，CO的濃度降低，故改變條件為移走CO，降低CO的濃度，平衡常數(shù)不變，與8min到達(dá)平衡時(shí)的平衡常數(shù)相同，由圖可知，12min時(shí)到達(dá)平衡時(shí)Cl₂的平衡濃度為0.12mol/L，CO的平衡濃度為0.06mol/L，故：=0.234mol/L，解得c（COCl₂）=0.031mol/L，故答案為：0.031；④在5～6 min和15～16 min時(shí)反應(yīng)溫度相同，在相同溫度時(shí)，該反應(yīng)的反應(yīng)物濃度越高，反應(yīng)速率越大，但15～16 min時(shí)各組分的濃度都小，因此反應(yīng)速率小，即v（5～6）＞v（15～16），V(5—6) > V(2—3)= V(l2－13)；⑤在相同溫度時(shí)，該反應(yīng)的反應(yīng)物的濃度越高，反應(yīng)速率越大。

考點(diǎn)：本題考查化學(xué)方程式、熱化學(xué)方程式的書寫和化學(xué)平衡圖象的有關(guān)計(jì)算。