Question

用Cl₂生產某些含氯有機物時會產生副產物HC1。利用反應A，可實現氯的循環利用。反應A：4HCl＋O₂2Cl₂＋2H₂O
(1)已知:Ⅰ反應A中， 4mol HCI被氧化，放出115.6kJ的熱量。
Ⅱ
H₂O的電子式是_______________.
②反應A的熱化學方程式是_______________。
③斷開1 mol H—O 鍵與斷開 1 mol H—Cl 鍵所需能量相差約為__________KJ，H₂O中H—O 鍵比HCl中H—Cl鍵（填“強”或“若”）_______________。
(2)對于反應A，下圖是4種投料比[n(HCl)：n(O₂)，分別為1：1、2：1、4：1、6：1、]下，反應溫度對HCl平衡轉化率影響的曲線。

①曲線b對應的投料比是______________.
②當曲線b, c, d對應的投料比達到相同的HCl平衡轉化率時，對應的反應溫度與投料比的關系是_________________.
③投料比為2:1、溫度為400℃時，平衡混合氣中Cl₂的物質的量分數是_______________.

Answer 1

(1)   4HCl＋O₂ 2Cl₂＋2H₂O △H=－115.6kJ·mol^－1；32；強
(2) 4:1；投料比越小時對應的溫度越低；30.8%

解析試題分析：（1）①水是含有極性鍵的共價化合物，所以電子式是H₂O的電子式是。
②4mol HCI被氧化，放出115.6kJ的熱量，所以該反應的熱化學方程式是4HCl＋O₂ 2Cl₂＋2H₂O。
③1 mol H—O 與1 mol H—Cl的鍵能分別是設為x和y。因為反應熱就是斷鍵吸收的能量和形成化學鍵所放出的能量的差值，所以有4x＋498kJ/mol－2×243KJ/mol－2×2×y＝－115.6kJ/mol，解得x－y＝32 kJ/mol，所以H₂O中H—O 鍵比HCl中H—Cl鍵強。
（2）①氧氣的物質的量越多，則氯化氫的轉化率越高，即n(HCl)：n(O₂)的比值越小，氯化氫的轉化率越高，所以投料比分別為1：1、2：1、4：1、6：1時氯化氫的轉化率一次降低，曲線b對應的投料比是4:1，答案選b。
②根據曲線可知，投料比越小時對應的溫度越低。
③根據曲線可知投料比為2:1、溫度為400℃時，氯化氫的平衡轉化率是80%
4HCl＋O₂ 2Cl₂＋2H₂O
起始量（mol）      2     1           0     0
轉化量（mol）      1.6   0.4         0.8   0.8
平衡量（mol）      0.4   0.6         0.8   0.8
所以平衡混合氣中Cl₂的物質的量分數是
考點：考查電子式、熱化學方程式、外界條件對平衡狀態的影響以及可逆反應的有關計算
點評：該題是高考中的常見題型，屬于中等難度的試題。試題綜合性強，貼近高考，在注重對學生基礎知識的鞏固和訓練的同時，側重對學生基礎知識的鞏固和訓練。有利于調動學生的邏輯推理能力和發散思維能力，提高學生靈活運用基礎知識解決實際問題的能力。該類試題主要是考查學生能夠敏捷、準確地獲取試題所給的相關信息，并與已有知識整合，在分析評價的基礎上應用新信息的能力。