Question

【題目】文獻報道：利用氯化氫氧化反應一脫水耦合工藝，可用有機氯化工藝的副產品氯化氫為原料制備氯氣，實現氯的循環利用，原理為4HCl（g）+O2（g）2Cl2（g）+2H2O（g）．將HC1和O2分別以5種物質的量比：①1：1 ②2：1 ③4：1 ④6：1 ⑤8：1，向五個容積可變的容器中投料時，反應溫度對HCl平衡轉化率影響的曲線如圖．

請回答下列問題：

（1）可以判斷該反應已經達到化學平衡的是__． （填字母）．

A．密閉容器中總壓強不變 B．密閉容器中混合氣體的密度不變

C．v（HCl）=2v（Cl2） D．密閉容器中氯氣的體積分數不變

（2）d曲線對應的投料比是__（填比值，從題干中選擇，下同）．有機工業需要含O2量低的氧氣和氯化氫混合氣體，可控制n（HCl）：n（O2）=_______制備．

（3）該反應的平衡常數表達式為________．

（4）若按b曲線對應的投料比進行反應，且溫度為415℃，反應達到平衡時Cl2的體積分數為_______．

Answer 1

【答案】 AD 6:1 8:1 30.8%；

【解析】（1）4HCl（g）+O2（g）2Cl2（g）+2H2O（g），反應是氣體體積減小的反應，
A．氣體物質的量發生變化，當密閉容器中總壓強不變，說明反應達到平衡狀態，故A正確；B、氣體質量不變，體積不變，密閉容器中混合氣體的密度始終不變，故B錯誤；C、反應速率之比等于化學方程式計量數之比，為正反應速率之比，v（HCl）=2v（Cl2）不能說明正逆反應速率相同，不能說明反應達到平衡狀態，故C錯誤；D、密閉容器中氣氣的體積分數不變是平衡標志，故D正確；故選AD。

（2）在其他條件不變時，O2的量越大，HCl的轉化率越大，由此可確定a為1：1，b為2：1，c為4：1，d為6：1，e為8：1，有機工業需要含O2量低的氧氣和氯化氫混合氣體，可控制n（HCl）：n（O2）=8：1。（3）該反應的平衡常數表達式為；（4）由圖可讀出投料比為2：1、溫度為415℃時，HCl的轉化率為80%，設投入的HCl為2mol，O2為1mol，由此可建立三段式：

計算平衡混合氣中Cl2的物質的量分數==30.8%。