Question

【題目】氯氣是一種重要的化工原料，在生產和生活中應用十分廣泛。地康法制取氯氣的反應為：4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)△H= -120kJ/mol 該反應分兩步進行，其基本原理如下圖所示：

過程 I 的反應為， 2HCl(g)+CuO(s) CuCl2(s)+H2O(g)△H= -132kJ/mol

(1)該原理中起到催化劑作用物質的化學式為_______________________；

(2)過程 II 反應的熱化學方程式為____________________；

(3)壓強為p1時，地康法中HCl 的平衡轉化率aHCl 隨溫度變化曲線如圖。

①比較 a、b 兩點的平衡常數大小 K(a)=_______________K(b)(填“>”“<”或“=”)，解釋原因為________________；

②c 點表示投料不變， 350℃、壓強為p2時，地康法中HCl 的平衡轉化率，則p2_________________p1(填“>”“<”或“=”)。

Answer 1

【答案】CuO 2CuCl2(s)+ O2(g) = 2CuO(s) + 2C12(g)△H= +144kJ/mol ＞ 升高溫度HCl的轉化率降低,則平衡逆向移動，平衡常數減小 ＜

【解析】

(1).根據反應前后CuO不變化可知CuO為催化劑；

(2).根據蓋斯定律解答；

(3).根據影響平衡移動解答，升高溫度HCl的轉化率降低，則平衡逆向移動，平衡常數減小。

(1)根據圖知，反應I中CuO是反應物、反應II中CuO是生成物，所以CuO為催化劑，故答案為: CuO；

(2) ①4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)△H= -120kJ/mol

②2HCl(g)+CuO(s) CuCl2(s)+H2O(g)△H= -132kJ/mol

反應II的方程式為2CuCl2(s)+ O2(g) = 2CuO(s) + 2C12(g)，方程式II可由①- 2×②得到，△H= - 120kJ/mol- 2×(-132kJ/mol)= + 144kJ/ mol，故答案為：2CuCl(s)+ O2(g) = 2CuO(s) + 2C12(g)△H= +144kJ/mol；

(3)①升高溫度HCl的轉化率降低，則平衡逆向移動，平衡常數減小，壓強相同時溫度a< b，則K(a)> K(b)，故答案為: > ；升高溫度HCl的轉化率降低，則平衡逆向移動，平衡常數減小；

②c點表示投料不變，350℃、壓強為p2時，該反應前后氣體計量數之和減小，增大壓強HCl的轉化率增大，相同溫度時轉化率c點低，則c點壓強較小，所以p2<p1，故答案為: <。