Question

(12分)用Cl₂生產(chǎn)某些含氯有機(jī)物時(shí)會(huì)產(chǎn)生副產(chǎn)物HC1。利用反應(yīng)A，可實(shí)現(xiàn)氯的循環(huán)利用。

反應(yīng)A:

（1）已知:i 反應(yīng)A中， 4mol HCI被氧化，放出115.6kJ的熱量。

ii  

①H₂O的電子式是_______________.

②反應(yīng)A的熱化學(xué)方程式是_______________。

③斷開1 mol H—O 鍵與斷開 1 mol H—Cl 鍵所需能量相差約為__________kJ，H₂O中

H—O 鍵比HCl中H—Cl鍵（填“強(qiáng)”或“弱”）_______________。

（2）對于反應(yīng)A，下圖是4種投料比[n（HCl）：n（O₂），分別為1：1、2：1、4：1、6：1]下，反應(yīng)溫度對HCl平衡轉(zhuǎn)化率影響的曲線。

①曲線b對應(yīng)的投料比是______________.

②當(dāng)曲線b、c、d對應(yīng)的投料比達(dá)到相同的HCl平衡轉(zhuǎn)化率時(shí)，對應(yīng)的反應(yīng)溫度與投

料比的關(guān)系是_________________.

⑧投料比為2:1、溫度為400℃時(shí)，平衡混合氣中Cl₂的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)是_______________.

 

Answer 1

：（1）；4HCl(g)+O₂(g)2Cl₂(g)+2H₂O(g) △H= - 115.6 kJ/mol；32；強(qiáng)；（2）4:1；投料比越小時(shí)對應(yīng)的溫度越低；30.8%。

解析:：（1）根據(jù)水分子的結(jié)構(gòu)，其電子式為：；反應(yīng)A的熱化學(xué)方程式為：4HCl(g)+O₂(g)2Cl₂(g)+2H₂O(g) △H= - 115.6 kJ/mol；由于反應(yīng)中，需要斷裂4mol“H—Cl“鍵、斷開1mol“O=O”鍵，形成2mol“Cl-Cl”鍵，形成4mol“H-O”鍵；根據(jù)圖紙數(shù)據(jù)，斷開1mol“O=O”鍵，形成2mol“Cl-Cl”鍵的能量差為12kJ/mol，，反應(yīng)的熱效應(yīng)為：-115.6 kJ/mol，故此斷裂4mol“H—Cl“鍵和形成4mol“H-O”鍵的能量差為：-127.6 kJ/mol，故斷開1 mol H—O 鍵與斷開 1 mol H—Cl 鍵所需能量相差約為32kJ，H₂O中H—O 鍵比HCl中H—Cl鍵強(qiáng)；（2）根據(jù)反應(yīng)方程式：4HCl+O₂2Cl₂+2H₂O，氧氣的投料比越高，則HCl的轉(zhuǎn)化率越高，故此曲線b對應(yīng)的投料比為4:1；由于該反應(yīng)正向放熱，故溫度越高，HCl的轉(zhuǎn)化率越低，故投料比越小時(shí)溫度越高；當(dāng)投料比為2:1，溫度為400℃時(shí)，HCl的轉(zhuǎn)化率約為80%，此時(shí)為：

4HCl+O₂2Cl₂+2H₂O，

開始    2  1         0     0

變化   1.6  0.4       0.8    0.8

平衡   0.4  0.6       0.8    0.8，故平衡混合氣中氯氣的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.8/2.6=30.8%。