Question

    光氣(COCl₂)在塑料、制革、制藥等工業中有許多用途，工業上采用高溫下CO與Cl₂在活性炭催化下合成。

    (1)實驗室中常用來制備氯氣的化學方程式為  Mno₂+4Hcl(濃) MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；

    (2)工業上利用天然氣(主要成分為CH₄)與CO₂進行高溫重整制各CO，已知CH₄、H₂和CO的燃燒熱(△H)分別為－890.3 kJ/mol、－285.8kJ/mol和－283.0 kJ/mol，則生成1 m³(標準狀況)CO所需熱量為__________；

    (3)實驗室中可用氯仿(CHCl₃)與雙氧水直接反應制備光氣，其反應的化學方程式為________________；

    (4)COCl₂的分解反應為COCl₂(g) ₌₌₌ Cl₂(g) + CO(g)  △H = +108 kJ/mol。反應體系達到平衡后，各物質的濃度在不同條件下的變化狀況如下圖所示(第10 min到14 min的COCl₂濃度變化曲線來示出)：

    ①計算反應在第8 min時的平衡常數K = __________

    ②比較第2 min反應溫度T(2)與第8 min反應溫度(T8)的高低：T(2)____T(8)(填“<”、“>”或“=”)；

    ③若12 min時反應于溫度T(8)下重新達到平衡，則此時c(COCl₂) = ______mol/L；

    ④比較產物CO在2～3 min、5～6 min和12～13 min時平均反應速率[平均反應速率分別以(2—3)、(5—6)、(l2－13)表示]的大小____________；

    ⑤比較反應物COCl₂在5－6 min和15－16 min時平均反應速率的大小：

    (5－6) >(15－16)(填“<”、“>”或“=”)，原因是_______________。

Answer 1

答案：

解析：此題中擋題，拿滿分較難（不過第四問中的①③的答案確實有待商榷，為什么都要保留到小數點后三位，從題目中能看出來嗎？）體現在計算麻煩上，第二問其實出題人完全直接說甲烷的燃燒熱為890.3kJ/mol,…這樣很多同學在計算反應熱的時候更容易錯。因為反應為CH₄+CO₂=2CO+2H₂ △H=反應物的燃燒熱-產物的燃燒熱=247.3 KJ/mol，也就是生成2mol CO，需要吸熱247.3 KJ，那么要得到1立方米的CO,放熱為(1000/22.4)×247.3/2=5.52×10³ KJ.第三問要根據電負性分析碳元素化合價的變化，CHCl₃碳為+2價，COCl₂中碳為+4價，即可寫出方程式。第四問，①根據K計算公式即可求出，但是答案為什么只保留三位小數值得商榷，②同時計算T2時的K值很明顯小于T8時的K值，說明是升高溫度平衡正向移動的原因。③題目說了是不同條件下的平衡狀態，那么后面溫度就不會改變。根據K值可計算C(COCl₂).④因為5-6分鐘，CO濃度在改變所以平均反應速率大于其它的，因為處于平衡狀態，根據V的計算公式，2-3、12-13的平均反應速率為0。⑤因為5-6分鐘時濃度改變大于12-13。