Question

【題目】氯氣用途廣泛，但在使用時(shí)，一般會(huì)產(chǎn)生氯化氫。工業(yè)上可用O2將HCl轉(zhuǎn)化為Cl2，以提高效益，減少污染。反應(yīng)為：O2+4HCl2Cl2 +2H2O。

完成下列填空：

（1）該反應(yīng)化學(xué)平衡常數(shù)K的表達(dá)式為___；實(shí)驗(yàn)測得P0壓強(qiáng)下，HCl平衡轉(zhuǎn)化率α(HCl)隨反應(yīng)溫度T的變化如圖所示，則正反應(yīng)是___反應(yīng)（填“吸熱”或者“放熱”）。

（2）上述實(shí)驗(yàn)中若壓縮體積使壓強(qiáng)由P0增大至P1，在圖中畫出P1壓強(qiáng)下HCl平衡轉(zhuǎn)化率α(HCl)隨反應(yīng)溫度T變化的曲線___，并簡要說明理由：___。

（3）該反應(yīng)在P0、320℃條件下進(jìn)行，達(dá)平衡狀態(tài)A時(shí)，測得容器內(nèi)n(Cl2)=7.2×10–3mol，則此時(shí)容器中的n(HCl)=___mol。

（4）對(duì)該反應(yīng)達(dá)到平衡后，以下分析正確的是___（選填編號(hào)）。

a．增加n(HCl)，對(duì)正反應(yīng)的反應(yīng)速率影響更大

b．體積不變加入稀有氣體，對(duì)正反應(yīng)的反應(yīng)速率影響更大

c．壓強(qiáng)不變加入稀有氣體，對(duì)逆反應(yīng)的反應(yīng)速率影響更大

d．如果平衡常數(shù)K值增大，對(duì)逆反應(yīng)的速率影響更大

（5）氯元素能形成多種離子。在水溶液中1molCl-、1molClOx–(x=1，2，3，4)能量的相對(duì)大小如圖所示，寫出B→A+C反應(yīng)的化學(xué)方程式（用離子符號(hào)表示）___；若有1.5molB發(fā)生反應(yīng)，轉(zhuǎn)移電子___mol。

Answer 1

【答案】K= 放熱 增大壓強(qiáng)，平衡右移，溫度相同情況下，轉(zhuǎn)化率增大 2.54×10–3 a、d 3ClO–=2Cl– +ClO3– 2

【解析】

（1）化學(xué)平衡常數(shù)，是指在一定溫度下，可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)各生成物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次冪的乘積除以各反應(yīng)物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次冪的乘積所得的比值；升高溫度平衡向吸熱的方向移動(dòng)，據(jù)此判斷；

（2）正反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，相同溫度下HCl的平衡轉(zhuǎn)化率比之前實(shí)驗(yàn)的大；

（3）設(shè)反應(yīng)中氯化氫的起始的物質(zhì)的量為amol，反應(yīng)在P0、320°C條件下進(jìn)行，達(dá)平衡狀態(tài)A時(shí)，氯化氫的轉(zhuǎn)化率為85%，即有85%amol的氯化氫反應(yīng)生成氯氣的物質(zhì)的量為，所以a=1.69×10-2mol，據(jù)此計(jì)算；

（4）a．增加n（HCl），平衡正向移動(dòng)；

b．體積不變加入稀有氣體，各物質(zhì)的濃度不變，所以平衡不移動(dòng)；

c．壓強(qiáng)不變加入稀有氣體，則體積變大，相當(dāng)于對(duì)原平衡體系減壓，則平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，據(jù)此判斷；

d．如果平衡常數(shù)K值增大，即平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，即正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)的速率，由于該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，所以要降低溫度，據(jù)此判斷；

（5）B自身發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成A和D，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒得該反應(yīng)方程式為3ClO-=ClO3-+2Cl-，根據(jù)反應(yīng)中氯元素的化合價(jià)的變化判斷轉(zhuǎn)移電子數(shù)。

（1）平衡常數(shù)K=；升高溫度平衡向吸熱的方向移動(dòng)，根據(jù)圖知，溫度升高，氯化氫的轉(zhuǎn)化下降，即平衡逆向移動(dòng)，所以該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故答案為：K=；放熱；

（2）正反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，相同溫度下HCl的平衡轉(zhuǎn)化率比之前實(shí)驗(yàn)的大，故答案為：

；

增大壓強(qiáng)，平衡右移，溫度相同情況下，轉(zhuǎn)化率增大；

3）設(shè)反應(yīng)中氯化氫的起始的物質(zhì)的量為amol，反應(yīng)在P0、320°C條件下進(jìn)行，達(dá)平衡狀態(tài)A時(shí)，氯化氫的轉(zhuǎn)化率為85%，即有85%amol的氯化氫反應(yīng)生成氯氣的物質(zhì)的量為，所以a=1.69×10-2，所以平衡時(shí)容器中的n（HCl）=15%amol=2.54×10-3mol，

故答案為：2.54×10-3；
（4）a．增加n（HCl），平衡正向移動(dòng)，即對(duì)正反應(yīng)的反應(yīng)速率影響更大，故a正確；

b．體積不變加入稀有氣體，各物質(zhì)的濃度不變，所以平衡不移動(dòng)，正逆反應(yīng)速率 不變，故b錯(cuò)誤；

c．壓強(qiáng)不變加入稀有氣體，則體積變大，相當(dāng)于對(duì)原平衡體系減壓，則平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，所以正反應(yīng)的反應(yīng)速率下降得更多，故c錯(cuò)誤；

d．如果平衡常數(shù)K值增大，即平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，即正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)的速率，由于該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，所以要降低溫度，所以逆反應(yīng)速率下降得要比正反應(yīng)速率多，故d正確；

故答案為：ad；

（5）B→A+C，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒得該反應(yīng)方程式為3ClO-=ClO3-+2Cl-，根據(jù)方程式可知，每當(dāng)有3mol的ClO-反應(yīng)，可轉(zhuǎn)移電子4mol，所以若有1.5molClO-發(fā)生反應(yīng)，轉(zhuǎn)移電子為2mol，
故答案為：3ClO-=ClO3-+2Cl-；2。