Question

【题目】近年来，随着聚酯工业的快速发展，氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。因此，将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。Deacon发明的直接氧化法将HCl气体直接氧化成Cl2，方程式为：4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g) ΔH=-116kJ/mol。400℃时，将4molHCl和4molO2(g)气体通入一容积固定为2L的密闭容器中，回答下列问题：

（1）该反应的平衡常数表达式为___，K（300℃）___K（400℃）（填“＜”，“=”或“＞”）。

（2）若平衡时a(HCl)为80%，在相同条件下，密闭容器的体积缩小为1L，此反应达平衡时放出的热量(Q)可能是___（填字母序号）kJ。

A．0＜Q＜58 B．92.8＜Q＜116 C．371.2＜Q＜464 D．116＜Q＜232

（3）在一定条件下，体系中HCl的平衡转化率与L和X的关系如图所示，L和X分别表示温度或压强。

i.X表示的物理量是___。

ii.判断L1与L2的大小关系：L1___L2(填“＜”，“=”或“＞”)。

（4）若已知达平衡时，该容器内混合气体总压强为P，混合气体起始压强为P0，反应物HCl的转化率a(HCl)为___（请用P0、P来表示），有利于提高HCl平衡转化率的条件是___（填标号）。

A．高温低压 B．低温高压 C．高温高压 D．低温低压

Answer 1

【答案】K= ＞ B 温度 ＞ 4(P0-P)/P0 B

【解析】

（1）根据4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g) ΔH=-116kJ/mol可知该反应的平衡常数表达式为K=；反应是反热反应，K值与温度成反比，所以K（300℃）＞K（400℃）。

（2）若平衡时a(HCl)为80%，则放热为116kJ×80%=92.8kJ，在相同条件下，密闭容器的体积缩小为1L，相当于加压，平衡向着体积减小的方向移动，所以放热增加，但是反应为可逆反应，放出热量达不到116kJ，答案为：B；

（3）正反应是体积减小的放热反应，则由图像可知X表示的物理量是温度，温度越高转化率越低，则判断L1与L2的大小关系：L1＞L2；

（4） 4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g) 气体减少

系数 4 1 2 2 1

起始(mol) 4 4 0 0

转化(mol) 4（P0-P） P0-P

故HCl的转化率a(HCl)＝4(P0-P)/P0；

正反应是体积减小的放热反应，则低温高压有利于提高HCl平衡转化率，答案选B。