【題目】隨著化工產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展,氯化氫轉(zhuǎn)化為氯氣的技術(shù)成為科學(xué)研究的熱點(diǎn)。請(qǐng)按要求回答下列問題:

1HCl直接氧化法制Cl2可按下列催化過程進(jìn)行:

CuCl2(s)=CuCl(s)+1/2Cl2(g) ΔH1 = +83 kJ·mol-1

CuCl(s)+1/2O2(g)=CuO(s)+1/2Cl2(g) ΔH2 = -20 kJ·mol-1

CuO(s)+2HCl(g)=CuCl2(s)+H2O(g) ΔH3 = -121 kJ·mol-1

寫出HCl直接氧化法制Cl2的熱化學(xué)方程式:____________________________。

2)在恒定容器中用上述HCl直接氧化法制Cl2,進(jìn)料c(HCl)c(O2)分別為1:1、4:17:1時(shí),HCl平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的關(guān)系如下圖所示:

①判斷圖中c(HCl) /c(O2) = 1:1的曲線為________。

②按化學(xué)計(jì)量系數(shù)比進(jìn)料可以保持反應(yīng)物高轉(zhuǎn)化率,同時(shí)降低產(chǎn)物分離的能耗。進(jìn)料時(shí)c(HCl)/c(O2)過低、過高的不利影響分別是____________、________。

③綜合上述信息,寫出在一定溫度的條件下進(jìn)一步提高HCl的轉(zhuǎn)化率的方法: ________________________________________

④觀察上圖,以任何一條曲線為例,平衡常數(shù)K(200℃)________K(300℃)(填大于小于等于)。

⑤設(shè)O2初始濃度為c,計(jì)算L2對(duì)應(yīng)K(300℃) =____________(列出含c的計(jì)算式)。

3)科學(xué)家最近采用碳基電極材料設(shè)計(jì)了一種新的工藝方案,主要包括電化學(xué)過程和化學(xué)過程,如下圖所示:

①電源b極為____________極。

②寫出陽極區(qū)域反應(yīng)方程式:________________________________________。

③電路中轉(zhuǎn)移1 mol電子時(shí),陽極產(chǎn)生氣體體積為__________________L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。

【答案】4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g) ΔH = 116 kJ·mol-1 L1 O2Cl2分離能耗較高 HCl轉(zhuǎn)化率較低 增加反應(yīng)體系壓強(qiáng)或及時(shí)分離出產(chǎn)物 大于 2HCl2e=Cl2↑+2H+ 11.2

【解析】

1)根據(jù)蓋斯定律,將三個(gè)已知的熱化學(xué)方程式相加即得到目標(biāo)方程式,目標(biāo)方程式的焓變等于三個(gè)已知方程式的焓變和,相應(yīng)的熱化學(xué)方程式為4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g) ΔH=116kJ·mol-1

2)①根據(jù)熱化學(xué)方程式可知,反應(yīng)物中HCl的占比較高,反應(yīng)的速率較快,但由于O2為固定值,則HCl的轉(zhuǎn)化率會(huì)下降,故L11:1條件下的曲線,L24:1條件下的曲線,L37:1條件下的曲線;

②若比值過低,將反應(yīng)物和產(chǎn)物分離需要的能耗較高;若比值過高,HCl的轉(zhuǎn)化率較低;

③增大壓強(qiáng)平衡正向移動(dòng),有助于提高HCl的轉(zhuǎn)化率;減小生成物濃度平衡正向移動(dòng),也可提高HCl的轉(zhuǎn)化率,適當(dāng)降低溫度平衡向放熱反應(yīng)即正反應(yīng)方向進(jìn)行,有助于提高HCl的轉(zhuǎn)化率;

④當(dāng)溫度升高平衡轉(zhuǎn)化率降低,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),反應(yīng)物濃度升高生成物濃度降低,平衡常數(shù)K減小,故K(200℃)大于K(300℃);

300℃時(shí),L2比例HCl的轉(zhuǎn)化率為88%,

反應(yīng)動(dòng)平衡常數(shù)K==;

3)①根據(jù)電池示意圖,右側(cè)HCl失去電子生成Cl2,為電解池的陽極,故電源b為正極;

②陽極區(qū)的電極方程式為2HCl-2e-=Cl2↑+2H+;

③根據(jù)陽極的電極方程式,電路中轉(zhuǎn)移1mol電子,反應(yīng)生成0.5mol Cl2,在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為11.2L。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】工業(yè)上以鋁土礦(主要成分為Al2O3,含Fe2O3雜質(zhì))為原料冶煉鋁的工藝流程如下:

下列敘述正確的是( )

A.試劑X可以是氫氧化鈉溶液,也可以是鹽酸

B.反應(yīng)①過濾后所得沉淀為氫氧化鐵

C.反應(yīng)②的化學(xué)方程式為NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3

D.圖中所有反應(yīng)都不是氧化還原反應(yīng)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】(1)25℃時(shí),0.1mol/L HCl溶液中由水電離出的H+的濃度為_______;

(2)若向氨水中加入少量硫酸銨固體,此時(shí)溶液中_______(增大、減小不變”)

(3)25℃時(shí),向AgNO3溶液中加入BaCl2溶液和KBr溶液,當(dāng)兩種沉淀共存時(shí), ____;[已知:25℃時(shí),Ksp(AgBr)5.4×1013,Ksp(AgCl)2.0×1010 ]

(4)用離子方程式表示NH4F不能用玻璃試劑瓶裝的原因________;

(5)25℃時(shí),有下列四種溶液:A. 0.1mol/L CH3COONH4溶液 B. 0.1mol/L CH3COOH溶液 C.0.1mol/L CH3COONa溶液 D.等體積0.4mol/L CH3COOH溶液和0.2mol/L NaOH溶液的混合液(混合液呈酸性)

已知A溶液呈中性,試推斷(NH4)2CO3溶液呈______(”);

D溶液中除H2O外所有分子、離子濃度由大到小的順序?yàn)?/span>________

上述四種溶液中水的電離程度由小到大的順序?yàn)?/span>________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】目前應(yīng)用最廣泛的氮氧化物脫除技術(shù)原理為:4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(g)H=11.63 kJ/mol。其他條件不變時(shí),在2 L密閉容器中使用不同的催化劑X、Y、Z,產(chǎn)生n(N2)隨時(shí)間的變化如下圖所示。下列說法不正確的是

A.用催化劑XZ,達(dá)到平衡時(shí),N2產(chǎn)率一樣

B.用催化劑Y50 s平均反應(yīng)速率v(NH3)=0.03 mol/(Ls)

C.分離出體系中的H2O(g)有利于提升氮氧化物的脫除率

D.若體系各物質(zhì)狀態(tài)保持不變,則反應(yīng)在任何溫度下均可自發(fā)進(jìn)行

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列有關(guān)微粒間作用力的說法正確的是

A. 硼酸[B(OH)3]晶體具有與石墨相似的層狀結(jié)構(gòu),則分子中B原子發(fā)生的是sp3雜化,不同層分子間主要作用力是范德華力

B. 金屬鍵可以看作是許多原子共用許多電子所形成的強(qiáng)烈的相互作用,所以與共價(jià)鍵類似也有方向性和飽和性

C. 干冰氣化和冰融化克服的分子間作用力相同

D. 離子晶體熔融狀態(tài)電離過程中,只有離子鍵被破壞

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】如圖是部分短周期元素化合價(jià)與原子序數(shù)的關(guān)系圖,下列說法正確的是

A.原子半徑:ZYX

B.YZ兩者最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物之間能相互反應(yīng)

C.WX3和水反應(yīng)形成的化合物是離子化合物

D.氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性:WR

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】 NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值,下列說法正確的是

A. 36g(圖甲)中含共價(jià)鍵數(shù)目為4NA

B. 12g金剛石(圖乙)中含有σ鍵數(shù)目為4NA

C. 44g干冰(圖丙)中含有NA個(gè)晶胞結(jié)構(gòu)單元

D. 12g石墨(圖。┲泻π鍵數(shù)目3NA

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】明代宋應(yīng)星 《天工開物·銅》寫到:凡銅供世用,出山與出爐,止有赤銅。以爐甘石或倭鉛參和,轉(zhuǎn)色為黃銅;以砒霜等藥制煉為白銅;礬、硝等藥制煉為青銅;廣錫參和為響銅;倭鉛和寫﹝瀉﹞為鑄銅。初質(zhì)則一味紅銅而已。回答下列問題:

(1)古人描述的倭鉛的主要成分不是鉛,而是一種位于第四周期的過渡元素,其基態(tài)原子的第三能層的能級(jí)全部排滿,其原子外圍電子的排布式為:________________________

(2)CuSO4溶液中加過量氨水后再向該溶液中加入一定量乙醇會(huì)析出[Cu(NH3)4]SO4·H2O,寫出此過程中藍(lán)色絮狀沉淀滴加過量氨水的離子反應(yīng)方程式________________________________________[Cu(NH3)4]SO4·H2O中與Cu2形成配位鍵的原子是________(填元素符號(hào)),若要確定[Cu(NH3)4]SO4·H2O是晶體還是非晶體,最科學(xué)的方法是對(duì)其進(jìn)行_________________實(shí)驗(yàn)。

(3)含有鋇元素的鹽的焰色反應(yīng)為_______色,許多金屬鹽都可以發(fā)生焰色反應(yīng),其原因是______________________

(4)黃銅礦是主要的煉銅原料,CuFeS2是其中銅的主要存在形式。四方晶系CuFeS2晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。

Cu的配位數(shù)為__________,

②已知:底邊ab0.524 nm,高c1.032 nm,NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,CuFeS2晶體的密度是___________gcm3(列出計(jì)算表達(dá)式即可)。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】某有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如下圖,則此有機(jī)物可發(fā)生的反應(yīng)類型有( )

①取代反應(yīng)②加聚反應(yīng)③消去反應(yīng)④酯化反應(yīng)⑤水解反應(yīng)⑥氧化反應(yīng)⑦顯色反應(yīng)

A. ①②④⑥⑦B. ②③④⑥⑦C. ①②③④⑤⑥D. 全部

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