Question

【題目】氯氣用途廣泛，但在使用時，一般會產(chǎn)生氯化氫．工業(yè)上可用O2將HCl轉(zhuǎn)化為Cl2 ， 以提高效益，減少污染．反應(yīng)為：O2+4HCl 2Cl2+2H2O
完成下列填空：
（1）該反應(yīng)化學(xué)平衡常數(shù)K的表達(dá)式為；實(shí)驗(yàn)測得P0壓強(qiáng)下，HCl平衡轉(zhuǎn)化率α（HCl）隨反應(yīng)溫度T的變化如圖1所示，則正反應(yīng)是反應(yīng)（填“吸熱”或者“放熱”）．
（2）上述實(shí)驗(yàn)中若壓縮體積使壓強(qiáng)由P0增大至P1 ， 在圖中畫出P1壓強(qiáng)下HCl平衡轉(zhuǎn)化率α（HCl）隨反應(yīng)溫度T變化的曲線，并簡要說明理由：
（3）該反應(yīng)在P0、320°C條件下進(jìn)行，達(dá)平衡狀態(tài)A時，測得容器內(nèi)n（Cl2）=7.2×10﹣3mol，則此時容器中的n（HCl）=mol．
（4）對該反應(yīng)達(dá)到平衡后，以下分析正確的是（選填編號）．a(chǎn)．增加n（HCl），對正反應(yīng)的反應(yīng)速率影響更大
b．體積不變加入稀有氣體，對正反應(yīng)的反應(yīng)速率影響更大
c．壓強(qiáng)不變加入稀有氣體，對逆反應(yīng)的反應(yīng)速率影響更大
d．如果平衡常數(shù)K值增大，對逆反應(yīng)的速率影響更大
（5）氯元素能形成多種離子．在水溶液中1molCl﹣、1mol ClOx﹣（x=1，2，3，4）能量的相對大小如圖2所示，寫出B→A+C反應(yīng)的熱化學(xué)方程式（用離子符號表示）；若有1.5molB發(fā)生反應(yīng)，轉(zhuǎn)移電子mol．

Answer 1

【答案】
（1）；放熱
（2） 增大壓強(qiáng)，平衡向正反應(yīng)方向移動，αHCl增大，相同溫度下HCl的平衡轉(zhuǎn)化率比之前實(shí)驗(yàn)的大
（3）2.54×10﹣3
（4）ad
（5）3ClO﹣（aq）=ClO3﹣（aq）+2Cl﹣（aq）△H=﹣117kJ/mol；2
【解析】解：（1）O2+4HCl 2Cl2+2H2O的平衡常數(shù)k= ；升高溫度平衡向吸熱的方向移動，根據(jù)圖知，溫度升高，氯化氫的轉(zhuǎn)化下降，即平衡逆向移動，所以該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故答案為： ；放熱；（2）正反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，平衡向正反應(yīng)方向移動，相同溫度下HCl的平衡轉(zhuǎn)化率比之前實(shí)驗(yàn)的大，故壓縮體積使壓強(qiáng)增大，畫相應(yīng)αHCl～T曲線的示意圖為 ，故答案為： ，增大壓強(qiáng)，平衡向正反應(yīng)方向移動，αHCl增大，相同溫度下HCl的平衡轉(zhuǎn)化率比之前實(shí)驗(yàn)的大；（3）設(shè)反應(yīng)中氯化氫的起始的物質(zhì)的量為amol，反應(yīng)在P0、320°C條件下進(jìn)行，達(dá)平衡狀態(tài)A時，氯化氫的轉(zhuǎn)化率為85%，即有85%amol的氯化氫反應(yīng)生成氯氣的物質(zhì)的量為 ×85%amol=7.2×10﹣3mol，所以a=1.69×10﹣2 ， 所以平衡時容器中的n（HCl）=15%amol=2.54×10﹣3mol，故答案為：2.54×10﹣3；（4）a．增加n（HCl），平衡正向移動，即對正反應(yīng)的反應(yīng)速率影響更大，故a正確；b．體積不變加入稀有氣體，各物質(zhì)的濃度不變，所以平衡不移動，正逆反應(yīng)速率 不變，故b錯誤；c．壓強(qiáng)不變加入稀有氣體，則體積變大，相當(dāng)于對原平衡體系減壓，則平衡向逆反應(yīng)方向移動，所以正反應(yīng)的反應(yīng)速率下降得更多，故c錯誤；d．如果平衡常數(shù)K值增大，即平衡向正反應(yīng)方向移動，即正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)的速率，由于該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，所以要降低溫度，所以逆反應(yīng)速率下降得要比正反應(yīng)速率多，故d正確；故選ad；（5）B→A+C，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒得該反應(yīng)方程式為3ClO﹣=ClO3﹣+2Cl﹣ ， 反應(yīng)熱=（63kJ/mol+2×0kJ/mol）﹣3×60kJ/mol=﹣117kJ/mol，所以該熱化學(xué)反應(yīng)方程式為3ClO﹣（aq）=ClO3﹣（aq）+2Cl﹣（aq）△H=﹣117kJ/mol，根據(jù)方程式可知，每當(dāng)有3mol的ClO﹣反應(yīng)，可轉(zhuǎn)移電子4mol，所以若有1.5molClO﹣發(fā)生反應(yīng)，轉(zhuǎn)移電子為2mol故答案為：3ClO﹣（aq）=ClO3﹣（aq）+2Cl﹣（aq）△H=﹣117kJ/mol；2． （1）化學(xué)平衡常數(shù)，是指在一定溫度下，可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時各生成物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次冪的乘積除以各反應(yīng)物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次冪的乘積所得的比值；升高溫度平衡向吸熱的方向移動，據(jù)此判斷；（2）正反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，平衡向正反應(yīng)方向移動，相同溫度下HCl的平衡轉(zhuǎn)化率比之前實(shí)驗(yàn)的大；（3）設(shè)反應(yīng)中氯化氫的起始的物質(zhì)的量為amol，反應(yīng)在P0、320°C條件下進(jìn)行，達(dá)平衡狀態(tài)A時，氯化氫的轉(zhuǎn)化率為85%，即有85%amol的氯化氫反應(yīng)生成氯氣的物質(zhì)的量為 ×85%amol=7.2×10﹣3mol，所以a=1.69×10﹣2mol，據(jù)此計(jì)算；（4）a．增加n（HCl），平衡正向移動；
b．體積不變加入稀有氣體，各物質(zhì)的濃度不變，所以平衡不移動；
c．壓強(qiáng)不變加入稀有氣體，則體積變大，相當(dāng)于對原平衡體系減壓，則平衡向逆反應(yīng)方向移動，據(jù)此判斷；d．如果平衡常數(shù)K值增大，即平衡向正反應(yīng)方向移動，即正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)的速率，由于該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，所以要降低溫度，據(jù)此判斷；（5）B自身發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成A和D，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒得該反應(yīng)方程式為3ClO﹣=ClO3﹣+2Cl﹣ ， 反應(yīng)熱=（62kJ/mol+2×0kJ/mol）﹣3×60kJ/mol=﹣116kJ/mol，根據(jù)反應(yīng)中氯元素的化合價的變化判斷轉(zhuǎn)移電子數(shù)．