用Cl 2 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。

用Cl 2 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+O 2 2Cl 2 +2H 2 O
(1)已知:ⅰ.反应A中,4 molHCl被氧化,放出115.6 kJ的热量。
ⅱ.

①H 2 O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,H 2 O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(O 2 ),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Cl 2 的物质的量分数是________。
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VV20998s 幼苗

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②4HCl(g)+O 2 (g) 2Cl 2 (g)+2H 2 O(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,H 2 O中H—O键比HCl中H—Cl键强。
(2)①同一温度下,O 2 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(O 2 )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(O 2 )=a mol。
4HCl(g)+O 2 (g) 2Cl 2 (g)+2H 2 O(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Cl 2 的物质的量分数是
×100%≈30.8%。

1年前

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