问题 填空题

用Cl2生产某些含氯有机物时会产生副产物HCl。利用反应A,可实现氯的循环利用。

反应A:4HCl+O22Cl2+2H2O

(1)已知:ⅰ.反应A中,4 molHCl被氧化,放出115.6 kJ的热量。

ⅱ.

①H2O的电子式是________。

②反应A的热化学方程式是______________________________________。

③断开1 mol H—O键与断开1 mol H—Cl键所需能量相差约为________kJ,H2O中H—O键比HCl中H—Cl键(填“强”或“弱”)________。

(2)对于反应A,下图是在4种投料比[n(HCl):n(O2),分别为1:1、2:1、4:1、6:1]下,反应温度对HCl平衡转化率影响的曲线。

①曲线b对应的投料比是________。

②当曲线b、c、d对应的投料比达到相同的HCl平衡转化率时,对应的反应温度与投料比的关系是______________________________。

③投料比为2:1、温度为400℃时,平衡混合气中Cl2的物质的量分数是________。

答案

②4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)

ΔH=-115.6 kJ/ mol

③32 强

(2)①4:1

②投料比越高,对应的反应温度越低

③30.8%

(1)③设H—O键的键能为x,H—Cl键的键能为y,则有-115.6=-2×243-4x+4y+498,化简得x-y=31.9,即断开1 mol H—O键与断开1 mol H—Cl键所需能量相差约为32 kJ,H2O中H—O键比HCl中H—Cl键强。

(2)①同一温度下,O2的浓度越大,HCl的平衡转化率越高,故曲线a、d分别对应n(HCl):n(O2)为6:1、1:1的情况,曲线b对应的投料比是4:1。

②在图上作一平行于温度轴的直线与曲线b、c、d相交,可以看出,当不同投料比下HCl的平衡转化率相同时,曲线b对应的温度最低,曲线d对应的温度最高。则可得出结论:投料比越高,对应的反应温度越低。

③此时HCl的平衡转化率为80%。设反应开始时n(HCl)=2a  mol,n(O2)=a mol。

4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)

起始   2a mol   a mol      0       0

转化  1.6a mol  0.4a mol  0.8a mol  0.8a mol

平衡  0.4a mol  0.6a mol  0.8a mol  0.8a mol

则平衡混合气体中Cl2的物质的量分数是

 ×100%≈30.8%。

单项选择题
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