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(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aHCl—T曲線如圖，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)aHCl—T曲線的示意圖，并簡(jiǎn)要說(shuō)明理由______________。

③下列措施中有利于提高aHCl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(cè)得反應(yīng)過(guò)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(guò)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】2HCl（g） + 1/2O2（g）H2O（g）+Cl2（g） △H=△H1+△H2 ＜ K（A） 增大壓強(qiáng)，平衡右移，ɑHCl增大，相同溫度下，HCl的平衡轉(zhuǎn)化率比之前實(shí)驗(yàn)的大 B、D 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 2Cl2+2Ca（OH）2==CaCl2+Ca（ClO）2+2H2O

【解析】

（1）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，aHCl減小，說(shuō)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)，ɑHCl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(shì)小于增加HCl使增大的趨勢(shì)，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。

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。