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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)ΔH1=+83kJ?mol-1
CuCl(s)+
1
2
O2(g)═CuO(s)+
1
2
Cl2(g)ΔH2=-20kJ?mol-1
CuO(s)+2HCl(g)═CuCl2(s)+H2O(g)ΔH3=-121kJ?mol-1
則上述總反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為
4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g) ΔH=-116 kJ?mol-1
4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g) ΔH=-116 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(shí),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:
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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(hào))。
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.斷裂nmolH-Cl鍵的同時(shí)形成nmolH-O鍵
E.混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不變
②在相同容器中若進(jìn)料濃度比c(HCl):c(O2)=1:1時(shí),所得α(HCl)-T曲線在曲線AB的
方(填“上”或“下”)。
③溫度不變時(shí),進(jìn)一步提高HCl的轉(zhuǎn)化率的方法是
及時(shí)除去產(chǎn)物Cl2或H2O
及時(shí)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HCl和O2的混合物發(fā)生反應(yīng),測得反應(yīng)過程中c(Cl2)的數(shù)據(jù)如下:
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
2,0~6.0min內(nèi)以HCl表示的反應(yīng)速率為
1.8×10-3 mol/(L?min)
1.8×10-3 mol/(L?min)

(4)利用Au/Ag3PO4光催化去除氮氧化物(O2將氮氧化物氧化為NO3-),研究表明,不同Au的負(fù)載量與氮氧化物的去除效果、催化去除速率常數(shù)(用k表示,其他條件不變時(shí),速率常數(shù)越大,速率越大)大小的關(guān)系分別如圖2、圖3表示。已知:催化劑的活性與其表面的單位面積活性位點(diǎn)數(shù)有關(guān)。
①綜合圖1、圖2可知催化效果最佳的是
0.1Au/Ag3PO4
0.1Au/Ag3PO4
(填催化劑)。
②圖2中表面隨著Au的負(fù)載量不斷增加,反應(yīng)速率常數(shù)先增大后減小,試分析反應(yīng)速率常數(shù)減小的原因是
當(dāng)Au負(fù)載量過多時(shí),過多地覆蓋Ag3PO4表面,導(dǎo)致Ag3PO4表面單位面積活性位點(diǎn)數(shù)減少
當(dāng)Au負(fù)載量過多時(shí),過多地覆蓋Ag3PO4表面,導(dǎo)致Ag3PO4表面單位面積活性位點(diǎn)數(shù)減少
。

【答案】4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g) ΔH=-116 kJ?mol-1;BCE;上;及時(shí)除去產(chǎn)物Cl2或H2O;增大氧氣投入濃度;1.8×10-3 mol/(L?min);0.1Au/Ag3PO4;當(dāng)Au負(fù)載量過多時(shí),過多地覆蓋Ag3PO4表面,導(dǎo)致Ag3PO4表面單位面積活性位點(diǎn)數(shù)減少
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:19引用:1難度:0.6
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  • 1.氫在地球上主要以化合態(tài)的形式存在,是宇宙中分布最廣泛的物質(zhì),它構(gòu)成了宇宙質(zhì)量的75%,屬于二次能源.工業(yè)上生產(chǎn)氫的方式很多,常見的有水電解制氫,煤炭氣化制氫,重油及天然氣水蒸氣催化制氫等.氫氣是一種理想的綠色能源,如圖1為氫能產(chǎn)生和利用的途徑:
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    (1)圖1的四個(gè)過程中能量轉(zhuǎn)化形式有
     

    A.2種  B.3種  C.4種  D.4種以上
    (2)電解過程要消耗大量的電能,而使用微生物作催化劑在陽光下也能分解水.
    2H2O(1)
    通電
    2H2(g)+O2(g)△H 1      2H2O(1)
    光照
    催化劑
    2H2(g)+O2(g)△H2   
    以上反應(yīng)的△H1
     
    △H2(選填“<”、“>”或“=”)
    (3)已知H2O(l)→H2O(g)△H=+44kJ.mol-1,依據(jù)圖2能量變化寫出氫氣燃燒生產(chǎn)液態(tài)水的熱化學(xué)方程式
     

    (4)氫能利用需要選擇合適的儲(chǔ)氫材料.
    ①NaBH4是一種重要的儲(chǔ)氫載體,能與水反應(yīng)生成NaBO2,且反應(yīng)前后B的化合價(jià)不變,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為
     

    ②鑭鎳合金在一定條件下可吸收氫氣生產(chǎn)氫化物:LaNi3(s)+3H2(g)═LaNi3H6(s)△H<0,欲使LaNi3H6(s)釋放出氣態(tài)氫,根據(jù)平衡移動(dòng)的原理,可改變的條件之一是
     

    ③一定條件下,如圖3所示裝置可實(shí)現(xiàn)有機(jī)物的電化學(xué)儲(chǔ)氫,使C7H8轉(zhuǎn)化為C7H14,則電解過程中產(chǎn)生的氣體X 為
     
    ,電極A上發(fā)生的電極反應(yīng)式為
     

    發(fā)布:2024/12/17 8:0:2組卷:38引用:1難度:0.5
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    發(fā)布:2024/12/30 4:0:1組卷:134引用:5難度:0.7
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