Question

【題目】（1）用Cl2生產某些含氯有機物時會產生副產物HCl。利用反應A，可實現氯的循環利用。反應A：

已知：i. 反應A中，4mol HCl被氧化，放出115.6kJ的熱量。

ii.

①HCl的電子式是__________。

②反應A的熱化學方程式是____________。

③斷開1mol H-O鍵與斷開1mol H-Cl鍵所需能量相差約______kJ，H2O中H-O鍵比HCl中H-Cl鍵（填“強”或“弱”）_____。

（2）下圖是容積均為1L，分別按4種投料比[n(HCl)：n(O2)]分別為1：1、2：1、4：1、6：1進行投料，反應溫度對HCl平衡轉化率影響的曲線。

①曲線c對應的投料比是__________。

②用平衡移動的原理解釋溫度和HCl平衡轉化率的關系__________。

③投料比為4：1、溫度為400℃時，平衡混合氣中Cl2的物質的量分數是_____，O2的平衡轉化率______。

Answer 1

【答案】 ΔH=-115.6 kJ/mol 32 強 2：l ΔH=-115.6 kJ/mol，反應放熱，溫度升高，平衡逆向移動，HCl的平衡轉化率減低 35.3% 75%

【解析】

（1）①HCl是共價化合物，電子式為；

②根據反應A中，4mol HCl被氧化，放出115.6kJ的熱量可知，該反應的熱化學方程式為：ΔH=-115.6 kJ/mol；

③ΔH=反應物的總鍵能-生成物的總鍵能，即4EH-Cl+EO-O-(2ECl-Cl+4EH-O)=-115.6kJ·mol-1，化簡得EH-Cl-EH-O=-32kJ·mol-1＜0，即1mol H-O鍵與斷開1mol H-Cl鍵所需能量相差約32kJ，且H-O鍵比H-Cl強；

（2）①觀察4個投料比的數據，可以看作是O2的量不變，HCl的量依次增加，則HCl的轉化率依次降低；在圖中，同一溫度下，a、b、c、d的HCl的轉化率依次降低，且c的轉化率在第二個，所以c對應的投料比為2：1；

②從熱化學方程式可以看出，該反應是放熱反應，升高溫度，平衡逆向移動，HCl的轉化率減小；

③投料比4：1對應的是曲線b，400℃時，HCl的轉化率為75%；設起始時有400mol的HCl，則有100mol O2，則平衡時反應的三段式為（單位:mol）

4HCl+O22Cl2+2H2O

起 400 100 0 0

轉 300 75 150 150

平 100 25 150 150

則平衡時，Cl2的物質的量分數為=35.3%；O2的平衡轉化率為=75%。