Question

【題目】工業上可用O2將HCl轉化為Cl2，反應為：O2(g)+4HCl(g) 2Cl2(g)+2H2O(g)。請完成下列填空：

(1)該反應化學平衡常數K的表達式為_____________________；實驗測得P0壓強下，HCl平衡轉化率α(HCl)隨反應溫度T的變化如圖所示，則正反應是_________反應(填“吸熱”或者“放熱”)。

(2)寫出一種能提高HCl轉化率的方法___________________。

(3)上述實驗中若壓縮體積使壓強由P0增大至P1，在圖中畫出P1壓強下HCl平衡轉化率α(HCl)隨反應溫度T變化的曲線______，并簡要說明理由：_________________。

(4)根據圖中信息所示，在P0、320℃條件下進行，達平衡狀態A時，測得容器內n(Cl2)=7.2×10–3mol，則此時容器中n(HCl)=_____mol。

(5)氯元素能組成多種化合物，如常見的銨態氮肥，氯化銨溶液呈______性，其原因用離子方程式表示：___________________________。現有一瓶氯化銨、氯化鈉和氨水的混合液,經測定溶液呈中性,此時三種離子的關系是：[Na+]+[NH4+]_____[Cl-](填“＞”“＜”或“=”)。

Answer 1

【答案】 放熱 增大氧氣的濃度或加壓或冷卻后不斷移去液態水 溫度相同情況下，增大壓強，平衡右移，HCl轉化率增大 2.54×10–3 或2.5×10–3 酸 NH4++H2O NH3H2O+H+ =

【解析】

(1)；升高溫度平衡向吸熱的方向移動，據此判斷。(2)可利用平衡移動的方法增大轉化率。(3)正反應為氣體體積減小的反應，增大壓強，平衡向正反應方向移動，相同溫度下HCl的平衡轉化率比之前實驗的大。(4)根據化學計量數中HCl與Cl2的關系，可算出狀態A時HCl的變化量，再根據此時HCl的轉化率可算出狀態A時HCl的物質的量。(5)鹽溶液的酸堿性要考慮鹽的水解，溶液中離子濃度關系一般是電荷、物料、質子三個守恒。

(1)化學平衡常數，是指在一定溫度下，可逆反應達到平衡時各生成物濃度的化學計量數次冪的乘積除以各反應物濃度的化學計量數次冪的乘積所得的比值，根據化學平衡常數的概念可以寫出其表達式為；由圖可知，溫度升高，HCl的轉化率下降，說明平衡逆向移動，說明逆向是吸熱，所以正反應是放熱反應。

(2)增大氧氣的濃度或加壓或冷卻后不斷移去液態水等均能使平衡正向移動，提高HCl的轉化率。

(3)正反應為氣體體積減小的反應，增大壓強，平衡向正反應方向移動，相同溫度下HCl的平衡轉化率比之前實驗的大，所以P1壓強下曲線在P0壓強下曲線的上方（變化趨勢與P0壓強下曲線一致，都是溫度越高，轉化率越小）。

(4)根據反應方程式可知，HCl與Cl2的物質的量的變化量的關系為4:2，所以HCl的變化的物質的量為2n(Cl2)=1.44×10–2mol，由圖可知此時HCl的轉化率為85%，所以反應前HCl的起始物質的量為 ，所以此時HCl的物質的量為mol= 2.54×10–3mol。

(5)因為銨離子水解：NH4++H2ONH3H2O+H+，所以溶液顯酸性；題目所給出的關系牽涉到的都是離子，所以可寫出電荷守恒表達式c(NH4+)+c(Na+)+c(H+)= c(Cl-)+c(OH-)，又因為溶液呈中性，所以c(NH4+)+c(Na+)=c(Cl-)。