问题 填空题

光气( COCl2)在塑料、制革、制药等工业中有许多用途,工业上采用高温下CO与C12在活性炭催化下合成。

(1)实验室中可用氯仿(CHC13)与双氧水直接反应制备光气,其反应的化学方程式为                      

(2)工业上利用天然气(主要成分为CH4)与CO2进行高温重整制备CO,已知CH4、H2和CO的燃烧热(△H)分别为−890.3kJ∙mol1、−285. 8 kJ∙mol1和−283.0 kJ∙mol1,则1molCH4与CO2反应的热化学方程式是                                               

(3)COCl2的分解反应为COCl2(g)Cl2(g)+CO(g) △H=+108kJ·mol-1。反应体系达到平衡后,各物质的浓度在不同条件下的变化状况如下同所示(第10min到14min的COCl2浓度变化曲线未示出):

①比较第2 min反应温度T(2)与第8min反应温度T(8)的高低:T(2) ____ T(8)(填“<”、“>”或“=”)

②比较反应物COCl2在5−6min和15−16 min时平均反应速率的大小:v(5−6)

          v(15−16)(填“<”、“>”或“=”),原因是               

③计算反应在第8 min时的平衡常数K=          ;(列出计算过程,结果保留两位小数)

答案

(1) CHCl3+H2O2HCl+H2O+COCl2(3分)(漏写物质0分,配平错误扣1分)

(2) CH4(g)+ CO2(g)= 2CO(g)+ 2H2(g);△H=" +" 247.3kJ·mol-1(3分)

(热反应方程式2分,反应热1分,漏写物质状态扣2分,反应热正负号写错0分)

(3) ①<(2分);

②> (2分);在相同温度时,该反应的反应物浓度越高,反应速率越大(2分)(只写出浓度或者速率的变化得1分)

③0.23mol·L-1(4分)

COCl2(g)    Cl2(g) +  CO(g)

平衡浓度(mol/L)  0.04             0.11       0.85 (1分)

K= =0.23 mol·L-1 

题目分析:(1)实验室中可用氯仿(CHC13)与双氧水直接反应制备光气,根据元素守恒可知产物还应有HCl和水,故方程式为CHCl3+H2O2HCl+H2O+COCl2;(2)根据CH4、H2、和CO的燃烧热分别写出燃烧的热化学方程式:①O2(g)+2H2(g)=2H2O(L)△H=-571.6kJ•mol-1;②CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(L)△H=-890.3kJ•mol-1;③2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-566.03kJ•mol-1,利用盖斯定律将②-①-③可得:CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g);△H=+247.3 kJ•mol-1。(3)①第8min时反应物的浓度比第2min时减小,生成物浓度增大,平衡向正反应方向移动.4min瞬间浓度不变,不可能为改变压强、浓度,应是改变温度,又因为正反应为吸热反应,所以T(2)<T(8);②在5~6 min和15~16 min时反应温度相同,在相同温度时,该反应的反应物浓度越高,反应速率越大,但15~16 min时各组分的浓度都小,因此反应速率小,即v(5~6)>v(15~16);③由图可知,8min时COCl2的平衡浓度为0.04mol/L,Cl2的平衡浓度为0.11mol/L,CO的平衡浓度为0.085mol/L,故该温度下K==0.23 mol·L-1

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