Question

【題目】用O2將HCl轉(zhuǎn)化為Cl2，可提高效益，減少污染，

（1）傳統(tǒng)上該轉(zhuǎn)化通過(guò)如圖所示的催化劑循環(huán)實(shí)現(xiàn)，

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

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

（2）新型RuO2催化劑對(duì)上述HCl轉(zhuǎn)化為Cl2的總反應(yīng)具有更好的催化活性，

①實(shí)驗(yàn)測(cè)得在一定壓強(qiáng)下，總反應(yīng)的HCl平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的aHCl—T曲線如圖12，則總反應(yīng)的△H 0,(填“＞”、“﹦”或“＜”）；A、B兩點(diǎn)的平衡常數(shù)K(A）與K(B）中較大的是 。

②在上述實(shí)驗(yàn)中若壓縮體積使壓強(qiáng)增大，畫出相應(yīng)aHCl—T曲線的示意圖，并簡(jiǎn)要說(shuō)明理由： 。

③下列措施中有利于提高aHCl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(cè)得反應(yīng)過(guò)程中n(Cl2）的數(shù)據(jù)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(jì)算2.0～6.0min內(nèi)以HCl的物質(zhì)的量變化表示的反應(yīng)速率(以mol·min-1為單位）。

Answer 1

【答案】

（1）2HCl(g）+1/2O2(g）H2O(g）+Cl2(g）△H=△H1+△H2

（2）①＜；K(A）；②；增大壓強(qiáng)，平衡右移，ɑHCl增大，相同溫度下，HCl的平衡轉(zhuǎn)化率比之前實(shí)驗(yàn)的大；③BD

（3）1.8×10-3mol/min

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)圖象信息，箭頭指向的是生成物可寫出反應(yīng)②的熱化學(xué)方程式：CuCl2(g）+O2(g） CuO(s）+Cl2(g）△H2，則①+②可得總反應(yīng)2HCl(g）+O2(g） H2O(g）+Cl2(g），△H=△H1+△H2，故答案為：2HCl(g）+O2(g） H2O(g）+Cl2(g），△H=(△H1+△H2）kJ/mol；

（2）①根據(jù)圖1、2可知隨著溫度的升高，aHCl減小，說(shuō)明升高溫度，平衡向逆向移動(dòng)，則可知逆反應(yīng)吸熱反應(yīng)，所以正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，故△H＜0，同時(shí)由于升高溫度，平衡逆移，則生成物減少，溫度是B點(diǎn)大于A點(diǎn)，所以平衡常數(shù)K(A）＞K(B）；故答案為：＜；K(A）；

②同時(shí)由于該總反應(yīng)是氣體系數(shù)減小的反應(yīng)，所以，壓縮體積使壓強(qiáng)增大，一定溫度下，平衡應(yīng)正向移動(dòng)，ɑHCl應(yīng)較題目實(shí)驗(yàn)狀態(tài)下為大，所以可得曲線圖：；故答案為：增大壓強(qiáng)，平衡右移，ɑHCl增大，相同溫度下，HCl的平衡轉(zhuǎn)化率比之前實(shí)驗(yàn)的大；

③A、增大n(HCl），平衡正向移動(dòng)，但是平衡移動(dòng)使HCl減少的趨勢(shì)小于增加HCl使增大的趨勢(shì)，所以HCl的轉(zhuǎn)化率減小，故A錯(cuò)誤；B、增大n(O2），反應(yīng)物的濃度增大，平衡向正向移動(dòng)，HCl轉(zhuǎn)化率增大，故B正確；C、使用更好的催化劑，不能使化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng)，實(shí)驗(yàn)HCl的轉(zhuǎn)化率不變，故C錯(cuò)誤；D、移去H2O，及減小了生成物的濃度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，HCl轉(zhuǎn)化率增大，故D正確；故答案為：BD；

（3）題目中給出的是n(Cl2）的數(shù)據(jù)，要求的是以HCl的物質(zhì)的量變化表示的反應(yīng)速率，所以根據(jù)方程式進(jìn)行計(jì)算，注意是2.0～6.0min內(nèi)的速率，單位是molmin-1：設(shè)2.0～6.0min內(nèi)，HCl轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量為n，則：

2HCl(g）+O2(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）=═1.8×10-3mol/min，故答案為：1.8×10-3mol/min；