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Deacon直接氧化法可將HCl轉(zhuǎn)化為Cl2,提高效益,減少污染,反應(yīng)原理為:4HCl(g)+O2(g)═2Cl2(g)+2H2O(g)。
(1)Deacon直接氧化法可按下列催化過程進(jìn)行:
CuCl2(s)═CuCl(s)+
1
2
Cl2(g)△H1=+83kJ?mol-1
CuCl(s)+
1
2
O2(g)═CuO(s)+
1
2
Cl2(g)△H2=-20kJ?mol-1
CuO(s)+2HCl(g)═CuCl2(s)+H2O(g)△H3=-121kJ?mol-1
則上述總反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為
2HCl(g)+
1
2
O2(g)=Cl2(g)+H2O(g)ΔH=-58 kJ?mol-1
2HCl(g)+
1
2
O2(g)=Cl2(g)+H2O(g)ΔH=-58 kJ?mol-1

(2)在一剛性容器中,當(dāng)進(jìn)料濃度比c(HCl):c(O2)=4:1時,實(shí)驗(yàn)測得HCl平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的α(HCl)-T曲線如圖。
①一定溫度下,下列選項(xiàng)表明該反應(yīng)一定達(dá)到平衡狀態(tài)的是
BCE
BCE
(填標(biāo)號)。
A.HCl與O2的物質(zhì)的量之比不改變
B.HCl與Cl2的物質(zhì)的量之比不改變
C.容器內(nèi)的壓強(qiáng)不再改變
D.?dāng)嗔裯mol H-Cl鍵的同時形成nmol H-O鍵
E.混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變
②A、B兩點(diǎn)的平衡常數(shù)KA
KB(填“>”、“<”或“=”)。在相同容器中若進(jìn)料濃度比c(HCl):c(O2)=1:1時,所得α(HCl)-T曲線在曲線AB的
方。(填“上”或“下”)
③溫度不變時,進(jìn)一步提高HCl的轉(zhuǎn)化率的方法是
及時除去產(chǎn)物Cl2或H2O
及時除去產(chǎn)物Cl2或H2O
、
增大氧氣投入濃度
增大氧氣投入濃度
。(寫出2種)
(3)若在一定溫度的剛性容器中投入原料比為c(HCl):c(O2)=1:1的反應(yīng)混合物,起始時總壓強(qiáng)為PkPa,測得反應(yīng)過程中c(Cl2)的數(shù)據(jù)如表。
t/min 0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0
c(Cl2)/10-3mol?L-1 0 1.8 3.7 5.4 7.2 8.3
①2.0~6.0 min內(nèi)以HCl表示的反應(yīng)速率為
1.8×10-3mol/(L?min)
1.8×10-3mol/(L?min)
。
②若平衡時總壓強(qiáng)為0.9P kPa,氣體分壓(p)=氣體總壓(p)×體積分?jǐn)?shù),用某物質(zhì)的平衡分壓代替物質(zhì)的量濃度也可以表示化學(xué)平衡常數(shù)(記作Kp)。該溫度條件下,反應(yīng)4HCl(g)+O2(g)?2Cl2(g)+2H2O(g)的平衡常數(shù)Kp=
40
p
40
p
kPa-1。(用含P的代數(shù)式表示)

【答案】2HCl(g)+
1
2
O2(g)=Cl2(g)+H2O(g)ΔH=-58 kJ?mol-1;BCE;>;上;及時除去產(chǎn)物Cl2或H2O;增大氧氣投入濃度;1.8×10-3mol/(L?min);
40
p
【解答】
【點(diǎn)評】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:24引用:1難度:0.5
相似題
  • 1.氫氣最早于16世紀(jì)被人工制取出來,氫氣是一種清潔能源。
    (1)利用光伏電池電解水制H2是氫能的重要來源。已知:H-H鍵、O=O鍵、H-O鍵的鍵能依次為436kJ?mol-1、495kJ?mol-1、463kJ?mol-1。則2H2O(g)═2H2(g)+O2(g)△H=
     
    kJ?mol-1。
    (2)T1℃時,向5L恒容密閉容器中充入0.5molCH4,只發(fā)生反應(yīng)2CH4(g)?C2H4(g)+2H2(g),達(dá)到平衡時,測得c(C2H4)=2c(CH4),CH4的轉(zhuǎn)化率為
     
    ;保持其他條件不變,溫度改為T2℃,經(jīng)25s后達(dá)到平衡,測得c(CH4)=2c(C2H4),則0~25s內(nèi)v(C2H4)=
     
    mol?L-1?s-1
    (3)CH4分解時幾種氣體的平衡分壓(pPa)的對數(shù)值lgp與溫度的關(guān)系如圖所示。

    ①T℃時,向一恒容密閉容器中通入一定量的CH4(g)、C2H4(g)和H2(g),只發(fā)生反應(yīng)2CH4(g)?C2H2(g)+3H2(g)ΔH,ΔH
     
    (填“>”或“<”)0,此時的平衡常數(shù)Kp=
     
    (用平衡分壓代替濃度進(jìn)行計算)Pa2。
    ②若只改變一個反應(yīng)條件使Kp變大,則該條件是
     
    (填標(biāo)號)。
    A.減小C2H2的濃度
    B.升高溫度
    C.增大壓強(qiáng)
    D.加入合適的催化劑
    (4)工業(yè)上,以KNH2和液氨為電解質(zhì),以石墨為電極,電解液氨制備H2。陽極的電極反應(yīng)式為
     
    ,一段時間后陰、陽兩極收集到的氣體質(zhì)量之比為
     
    。

    發(fā)布:2025/1/4 8:0:1組卷:9引用:3難度:0.5
  • 2.反應(yīng) 4A(g)+5B(g)?4C(g)+6D(g)在 5L 的密閉容器中進(jìn)行,半分鐘后,C 的物質(zhì)的量增 加了 0.30mol。下列敘述正確的是( ?。?/h2>

    發(fā)布:2024/12/30 19:30:2組卷:60引用:6難度:0.6
  • 3.將等物質(zhì)的量的A、B混合于2L的密閉容器中,發(fā)生如下反應(yīng):3A(g)+B(g)?xC(g)+2D(g),經(jīng)5min后,測得D的濃度為0.5mol/L,c(A):c(B)=3:5,C的平均反應(yīng)速率為0.1mol/(L?min).求:
    (1)此時A的濃度c(A)=
     
    mol/L,反應(yīng)開始前容器中的A、B的物質(zhì)的量:n(A)=n(B)=
     
    mol;
    (2)B的平均反應(yīng)速率v(B)=
     
    mol/(L?min);
    (3)x的值為
     

    發(fā)布:2024/12/30 19:0:1組卷:163引用:26難度:0.3
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