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，

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K(A) ＞K(B)；②同時由于該總反應是氣體系數減小的反應，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。

【考點定位】本題主要考查了蓋斯定律的應用、化學平衡移動、化學平衡常數的大小比較、化學圖像的繪制以及化學反應速率的計算。

【名師點睛】利用蓋斯定律進行熱化學方程式計算時先要觀察分反應中物質在總反應的位置，運用“同邊相加異邊減”的方法將分反應轉化為總反應�；瘜W反應速率的計算時弄清楚物質濃度的改變，再利用公式進行計算�；瘜W平衡的問題通常涉及到平衡狀態(tài)的判斷、平衡的移動、平衡的有關計算等，平衡的判斷抓住兩個根本標志：各物質的濃度不再變化、同種物質的生成速率和消耗速率相等。平衡移動判斷時分析清楚反應兩邊氣體的系數大小、反應時吸熱還是放熱等。有關化學平衡的計算則一定要用“三段式”。在繪制圖像時通常題目會有參考的曲線，在分析新的條件與原曲線的關系的基礎上進行繪制。