5.將1mol氧氣和一定量的HCl放入2L的密閉容器中,在一定條件下發(fā)生反應(yīng):4HCl+O2?2Cl2+2H2O(g).5分鐘后反應(yīng)達到平衡,將容器中的混合氣體通過過量NaOH溶液,消耗NaOH 2.0mol;再將剩余氣體干燥后通過焦性沒食子酸的堿性溶液吸收O2,溶液增重19.2g.
請回答下列問題:
(1)寫出平衡時,混合氣體通入NaOH溶液中所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式:H++OH-=H2O;Cl2+OH-=Cl-+ClO-+H2O.
(2)計算0~5分鐘時,Cl2的平均生成速率是0.08mol•L-1•min-1
(3)平衡時HCl的轉(zhuǎn)化率是80%,平衡時混合氣體總的物質(zhì)的量是2.6mol.
(4)已知:H-CI的鍵能是431kJ/mol,O=O的鍵能是497kJ/mol,CI-CI的鍵能是243kJ/mol,H-O的鍵能是463kJ/mol,則該反應(yīng)的反應(yīng)熱△H=-117 kJ/mol.

分析 混合氣體通過過量NaOH溶液,消耗NaOH 2.0mol,根據(jù)鈉原子守恒可知n(NaCl)+n(NaClO)=0.2mol,再根據(jù)氯原子守恒可知原來HCl的物質(zhì)的量n(HCl)=0.2mol.將剩余氣體干燥后通過焦性沒食子酸的堿性溶液吸收O2,溶液增重19.2g為反應(yīng)剩余的氧氣的質(zhì)量,
(1)為可逆反應(yīng),混合氣體中有HCl、Cl2等,HCl與NaOH溶液反應(yīng),生成氯化鈉與水.Cl2與NaOH溶液反應(yīng),生成氯化鈉、次氯酸鈉與水;
(2)根據(jù)剩余氧氣的質(zhì)量,計算出生成的氯氣的物質(zhì)的量,再根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計算v(Cl2);
(3)根據(jù)剩余氧氣的質(zhì)量,計算出參加反應(yīng)的氯化氫的物質(zhì)的量,再根據(jù)轉(zhuǎn)化率計算;根據(jù)反應(yīng)消耗氧氣的物質(zhì)的量利用差量法計算平衡時混合氣體總的物質(zhì)的量;
(4)根據(jù)焓變△H=反應(yīng)物總鍵能-生成物總鍵能計算該反應(yīng)的焓變.

解答 解:反應(yīng)為可逆反應(yīng),混合氣體中有HCl、Cl2等,混合氣體通過過量NaOH溶液,HCl與NaOH溶液反應(yīng),生成氯化鈉與水.Cl2與NaOH溶液反應(yīng),生成氯化鈉、次氯酸鈉與水.共消耗NaOH 2.0mol,根據(jù)鈉原子守恒可知n(NaCl)+n(NaClO)=2mol,根據(jù)氯原子守恒可知原來HCl的物質(zhì)的量n(HCl)=2mol,
將剩余氣體干燥后通過焦性沒食子酸的堿性溶液吸收O2,溶液增重19.2g為反應(yīng)剩余的氧氣的質(zhì)量,所以剩余氧氣的物質(zhì)的量為:$\frac{19.2g}{32g/mol}$=0.6mol,
(1)混合氣體中有HCl、Cl2等,HCl與NaOH溶液反應(yīng),生成氯化鈉與水,離子方程式為:H++OH-=H2O;
Cl2與NaOH溶液反應(yīng),生成氯化鈉、次氯酸鈉與水,反應(yīng)離子方程式為Cl2+OH-=Cl-+ClO-+H2O;
故答案為:H++OH-=H2O;Cl2+OH-=Cl-+ClO-+H2O;
(2)4HCl+O2 ?2Cl2 +2H2O
開始(mol):2       1         0         0
變化(mol):1.6  1-0.6=0.4      0.8  0.8  
所以5分鐘內(nèi),Cl2的平均生成速率為:v(Cl2)=$\frac{\frac{0.8mol}{2L}}{5min}$=0.08 mol•L-1•min-1
故答案為:0.08 mol•L-1•min-1,
(3)反應(yīng)前HCl的總物質(zhì)的量為:n(HCl)=2mol,由(2)可知參加反應(yīng)的氯化氫的物質(zhì)的量為1.6mol,則氯化氫的轉(zhuǎn)化率為:$\frac{1.6mol}{2mol}$×100%=80%;
根據(jù)分析可知平衡時剩余氧氣的物質(zhì)的量為0.6mol,反應(yīng)消耗氧氣的物質(zhì)的量為:1mol=0.6mol=0.4mol,
4HCl+O2?2Cl2+2H2O(g)△n
          1                                1
        0.4mol                       0.4mol
平衡時氣體減少物質(zhì)的量為:n=0.4mol,所以平衡時氣體總物質(zhì)的量為:1mol+2mol-0.4mol=2.6mol,
故答案為:80%;2.6mol;
(4)H-Cl的鍵能是431kJ/mol,O=O的鍵能是497kJ/mol,Cl-Cl的鍵能是243kJ/mol,H-O的鍵能是463kJ/mol,
反應(yīng)4HCl+O2?2Cl2+2H2O(g)的焓變△H=反應(yīng)物總鍵能-生成物總鍵能=431kJ/mol×4+497kJ/mol-243kJ/mol×2-463kJ/mol×4=-117kJ/mol,
故答案為:-117.

點評 本題考查較為綜合,涉及反應(yīng)熱、轉(zhuǎn)化率化學反應(yīng)速率的計算、離子方程式書寫等知識,題目難度中等,明確化學反應(yīng)速率、轉(zhuǎn)化率的概念及表達式即可解答,注意掌握反應(yīng)熱與鍵能的關(guān)系,試題培養(yǎng)了學生的分析能力及化學計算能力.

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

4.設(shè)NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值.下列說法正確的是( 。
A.在沸水中滴入含0.1molFeC13的飽和溶液,制得膠粒數(shù)為0.1 NA
B.含0.4mol HNO3的稀硝酸與足量Fe反應(yīng),轉(zhuǎn)移電子數(shù)為1.2 NA
C.120 gNaHSO4和MgSO4的晶體混合物中陽離子數(shù)為NA
D.標準狀況下,44.8LSO2與足量O2反應(yīng)生成的SO3分子數(shù)為2NA

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

5.已知:AgCl、AgBr及AgI的Ksp依次為1.6×10-10、4.8×10-13和1.6×10-16,現(xiàn)將物質(zhì)的量均為1.5×10-2mol的NaI、NaBr、NaCl和4.0×10-2mo1AgNO3混合配成1.0L水溶液,達到平衡時,下列說法正確的是(  )
A.只生成AgBr及AgI兩種沉淀B.溶液中c(I-)≈1.0×10-9mol/L
C.溶液中c(Br-)≈3.0×10-5mol/LD.溶液中c(Ag+)≈3.2×10-8mol/L

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科目:高中化學 來源: 題型:填空題

13.氮氧化物是大氣污染物之一,目前,消除氮氧化物的方法有多種.
Ⅰ催化還原法.在汽車排氣管內(nèi)安裝的催化轉(zhuǎn)化器,可使尾氣中主要污染物轉(zhuǎn)化為無毒物質(zhì).主要反應(yīng)如下::2NO(g)+2CO(g)?N2(g)+2CO2(g)
(1)已知:N2(g)+O2(g)?2NO(g)△H=+180kJ•mol-1
化學鍵O═OC═OC≡O(shè)
鍵能(Kj/moL)4978031072
則反應(yīng)2NO(g)+2CO(g)?N2(g)+2CO2(g)△H=-751kJ•mol-1
(2)在一定溫度下,向體積為1L的密閉容器中通入2molNO、1molCO,10分鐘時反應(yīng)2NO(g)+2CO(g)?N2(g)+2CO2(g)達到平衡狀態(tài),反應(yīng)過程中反應(yīng)物濃度隨時間變化情況如圖所示.
①前10分鐘內(nèi)用氮氣表示的反應(yīng)速率為0.02mol?L-1?min-1,計算該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)K為$\frac{0.2×0.{4}^{2}}{1.{6}^{2}×0.{6}^{2}}$L?mol-1.(只列算式,不要求計算結(jié)果)
②若保持溫度不變,在15分鐘時向容器內(nèi)再次充入NO1.6mol、CO20.4mol,則此時反應(yīng)的ν(填“<”、“=”或“>”)
程如下:NO$→_{反應(yīng)Ⅰ}^{ClO_{2}}$ NO2$→_{反應(yīng)Ⅱ}^{Na_{2}SO_{3}水溶液}$N2.已知反應(yīng)Ⅰ的化學方程式為2NO+ClO2+H2O=NO2+HNO3+HCl,則反應(yīng)Ⅱ的化學方程式是2NO2+4Na2SO3═N2+4Na2SO4
若生成11.2L N2(標準狀況),則消耗ClO267.5g.

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科目:高中化學 來源: 題型:實驗題

20.工業(yè)合成氨(N2+3H2$?_{催化劑}^{高溫、高壓}$2NH3)的反應(yīng)是一個放熱反應(yīng).
(1)相同條件下,1mol N2和3mol H2所具有的能量>(填“>”、“<”或“=”)2mol NH3具有的能量;在相同條件下,若斷開1mol N2、3mol H2和2mol NH3中的化學鍵時,吸收的能量分別為Q1、Q2、Q3,則Q1+Q2<Q3(填“>”、“<”或“=”);在一定條件下,當該反應(yīng)生成2molNH3時,放出92kJ的熱量,該條件下,如果將1mol N2和3mol H2混合,使其充分反應(yīng),放出的熱量92kJ<(填“>”、“<”或“=”).
(2)實驗室模擬工業(yè)合成氨時,向密閉容器內(nèi)充入10mol N2、30mol H2,在一定條件下發(fā)生反應(yīng).
①若密閉容器的體積為2L,反應(yīng)經(jīng)過10min后,測得容器內(nèi)的NH3為10mol,則用N2表示的該反應(yīng)速率為0.25mol.L-1.min-1,此時容器內(nèi)H2的濃度為7.5mol.L-1
②若保持容器的容積不變,反應(yīng)一段時間后,測得容器內(nèi)下列各項性質(zhì)保持不變.其中不能說明合成氨反應(yīng)已經(jīng)達到化學平衡狀態(tài)的是b d e.
a.壓強b.密度c.分子數(shù)
d.氣體體積 e.氣體質(zhì)量f.NH3的物質(zhì)的量的分數(shù)
(3)一定量的混合氣體在密閉容器內(nèi)發(fā)生反應(yīng):x A(g)+y B(g)?z C(g),達到平衡后,測得B的濃度為1mol/L,如果將容器體積壓縮到原來的一半,測得B的濃度為2.1mol/L,請推測x、y、z之間有何關(guān)系.

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

10.某有機物的結(jié)構(gòu)簡式為HOOC-CH=CH-CH2OH,關(guān)于該有機物下列說法錯誤的是(  )
A.該物質(zhì)有三種官能團,該物質(zhì)自身能發(fā)生酯化反應(yīng)
B.該物質(zhì)能使酸性高錳酸鉀溶液和溴水褪色,它們的反應(yīng)原理相同
C.該物質(zhì)能通過兩種方式的反應(yīng)生成兩種高分子物質(zhì)
D.1mol該物質(zhì)能夠消耗2mol金屬鈉同時放出1mol氫氣

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

17.下列有關(guān)實驗操作、現(xiàn)象、解釋和結(jié)論都正確的是( 。
選項操 作現(xiàn) 象解釋、結(jié)論
A把過量的Fe粉中加入硝酸中充分反應(yīng),滴入KSCN溶液溶液呈紅色稀硝酸將Fe氧化為Fe3+
B向飽和Na2CO3溶液中通入足量CO2溶液變渾濁析出了Na2CO3晶體
C定容時不小心加水超過容量瓶的刻度線,立即用滴管吸去多余的部分液體凹液面與刻度線相平配制溶液的濃度不受影響
D用玻璃棒蘸取濃氨水點到紅色石蕊試紙上試紙變藍色濃氨水呈堿性
A.AB.BC.CD.D

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

14.在給定條件下,下列選項中所示的物質(zhì)間轉(zhuǎn)化均能一步實現(xiàn)的是( 。
A.粗硅$→_{高溫}^{Cl_{2}}$ SiCl4$→_{高溫}^{H_{2}}$ Si
B.Mg(OH)2$\stackrel{鹽酸}{→}$ MgCl2(aq)$\stackrel{電解}{→}$ Mg
C.Fe2O3$\stackrel{鹽酸}{→}$ FeCl3(aq)$\stackrel{蒸發(fā)}{→}$ 無水FeCl3
D.AgNO3(aq)$\stackrel{NH_{3}•H_{2}O}{→}$ OH(aq)$→_{△}^{蔗糖}$ Ag

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

15.下列有機化合物的分類不正確的是( 。
A.
苯的同系物
B.
不飽和烴
C.芳香族化合物D.

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