Question

用O₂將HCl轉化為Cl₂，可提高效益，減少污染，

（1）傳統(tǒng)上該轉化通過如右圖所示的催化劑循環(huán)實現(xiàn)，

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

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

（2）新型RuO₂催化劑對上述HCl轉化為Cl₂的總反應具有更好的催化活性，             

①實驗測得在一定壓強下，總反應的HCl平衡轉化率隨溫度變化的a_HCl—T曲線如圖12，則總反應的△H        0  ,（填“＞”、“﹦”或“＜”）；A、B兩點的平衡常數(shù)K(A)與K(B)中較大的是        。

②在上述實驗中若壓縮體積使壓強增大，畫出相應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過程中n(Cl₂)的數(shù)據如下：

t(min)	0	2.0	4.0	6.0	8.0
n(Cl2)/10-3mol	0	1.8	3.7	5.4	7.2

計算2.0～6.0min內以HCl的物質的量變化表示的反應速率（以mol·min^-1為單位，寫出計算過程）。

（4）Cl₂用途廣泛，寫出用Cl₂制備漂白粉的化學方程式。

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，平衡右移，ɑ_HCl增大，相同溫度下，HCl的平衡轉化率比之前實驗的大。  ③B、D

(3)解：設2.0～6.0min時間內，HCl轉化的物質的量為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】根據圖像信息，箭頭指向的是生成物可寫出反應②的熱化學方程式：CuCl₂(g)+1/2O₂(g)CuO(s) +Cl₂(g)   △H₂，則①+②可得總反應；（2）①根據圖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，則可知逆反應吸熱反應，所以正反應是放熱反應，故△H＜0，同時由于升高溫度，平衡逆移，則生成物減少，溫度是B點大于A點，所以平衡常數(shù)K(A) ＞K(B)；②同時由于該總反應是氣體系數(shù)減小的反應，所以，壓縮體積使壓強增大，一定溫度下，平衡應正向移動，ɑ_HCl應較題目實驗狀態(tài)下為大，所以可得曲線圖: ；

③A、增大n(HCl) ，平衡正向移動，但是平衡移動使HCl減少的趨勢小于增加HCl使增大的趨勢，所以HCl的轉化率減小，錯；B、增大n(O₂) ，反應物的濃度增大，平衡向正向移動，HCl轉化率增大，對；C、使用更好的催化劑，不能使化學平衡發(fā)生移動，實驗HCl的轉化率不變，錯； D、移去H₂O，及減小了生成物的濃度，平衡向正反應方向移動，HCl轉化率增大。對。故答案是選項B、D。（3）題目中給出的是n(Cl₂)的數(shù)據，要求的是以HCl的物質的量變化表示的反應速率，所以根據方程式進行計算，注意是2.0～6.0min內的速率，單位是mol·min^-1：設2.0～6.0min內，HCl轉化的物質的量為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)生反應制取漂白粉，反應的化學方程式為：2Cl₂+2Ca(OH)₂＝CaCl₂+Ca(ClO)₂+2H₂O。