题目内容

【题目】(1)O2HCl转化为Cl2,可提高效益,减少污染.传统上该转化通过如图所示的催化剂循环实现,其中,反应①为 2HCl(g)+CuO(s)=H2O(g)+CuCl2(s) 反应②生成1molCl2(g)的反应热为,则总反应的热化学方程式为_______________(反应热△H用含的代数式表示)

(2)在容积为1L的密闭容器中,通入一定量的N2O4,发生反应N2O4(g) 2NO2(g),随温度升高,混合气体的颜色变深。回答下列问题:

该反应的____________0(填“>”或“<”);100℃时,体系中各物质浓度随时间变化如下表所示。在060s时段,反应速率υ(N2O4)_________mol·L-1·s-140sC2___________0.10mol/L(填“>”或“<”)。

②100℃时达平衡后,改变反应温度为c(N2O4)0.0020 mol·L·s的平均速率降低,经10s又达到平衡。则T______100℃(填“>”或“<”)。

计算温度T时反应的平衡常数K___________

(3)温度T时反应达平衡后,将反应容器的容积减少一半。平衡向___________(填“正反应”或“逆反应”)方向移动,N2O4的转化率______(填“增大”或“减小”)。

时间(s

0

20

40

60

80

N2O4浓度

mol/L)

0.10

0.06

C1

0.04

0.04

NO2浓度

mol/L)

0

0.08

C2

0.12

0.12

【答案】2HCl(g)+O2(g)=Cl2(g)+H2O(g) H=H1+H2(其他合理答案同样给分) > 0.001 > > 1.28(其他合理答案同样给分) 逆反应 减小

【解析】

(1)由图示可知,整个过程为:4HCl+O2=2Cl2+2H2O,反应②生成1molCl2(g)的反应热为H2,则反应热化学方程式为:CuCl2(g)+O2(g)=CuO(s)+Cl2(g) H2,根据盖斯定律(+)×2可得总反应的热化学方程式;

(2)①随温度的升高,混合气体的颜色变深,化学平衡向正反应方向移动,据此判断;反应速率利用公式υ=计算得到;随着反应的进行,反应物浓度降低,反应速率减慢;

N2O4的浓度降低,平衡向正反应方向移动,由于正反应方向吸热,T100℃;
③计算T℃时两种物质的浓度,计算得到化学平衡常数;
(3)反应容器的容积减少一半,压强增大,根据反应前后气体体积大小判断化学平衡移动方向.

(1)由图示可知,整个过程为:4HCl+O2=2Cl2+2H2O,反应①为:2HCl(g)+CuO(s)H2O(g)+CuCl2(s)H1,反应②生成1molCl2(g)的反应热为H2,则反应热化学方程式为:CuCl2(g)+O2(g)=CuO(s)+Cl2(g) H2,根据盖斯定律(+)×2可得总反应的热化学方程式:4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g) H=2(H1+H2)

(2)①随温度的升高,混合气体的颜色变深,化学平衡向正反应方向移动,即H0060s时段,N2O4浓度变化为:0.1mol/L-0.04mol/L=0.06mol/Lυ(N2O4)==0.0010molL-1s-1;若060s时段速率是均衡的,则C2应为(0.08+)mol/L=0.10mol/L,而事实上随时间的推移浓度减少,反应速率减慢,则40sC2 大于0.10mol/L

N2O4的浓度降低,平衡向正反应方向移动,由于正反应方向吸热,T100℃;

③平衡时,c(NO2)=0.120molL-1+0.0020molL-1s-1×10s×2=0.16molL-1c(N2O4)=0.040molL-1-0.0020molL-1s-1×10s=0.020molL-1K2==1.28mol/L

(3)反应容器的容积减少一半,压强增大,正反应方向气体体积增大,增大压强向着气体体积减小的方向移动,N2O4的转化率减小。

练习册系列答案
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2CO(g)C(s)+CO2(g) ΔH=-171kJ·mol-1

(2)天然气中的H2S杂质常用氨水吸收,产物为NH4HS。一定条件下向NH4HS溶液中

通入空气,得到单质硫并使吸收液再生,写出再生反应的化学方程式____________

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②为了提高该反应中CH4的转化率,可以采取的措施是________________

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