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【题目】氯气及其化合物在生产生活中有重要的应用。

(1)可用O2将HCl转化为Cl2:4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)。已知相关化学键的键能如下表所示

化学键

H-Cl

O=O

Cl – Cl

H-O

E(kJ·mol-1

a

b

c

d

则该反应的△H=______________。(用含a、b、c、d的代数式表示)

(2)氯气是有机合成中的重要试剂,丙烯(CH2=CHCH3)和Cl2在一定条件下发生如下反应: CH2=CHCH3 (g)+Cl2(g) CH2=CHCH2Cl(g)+HCl(g)。一定压强下,该反应在不同温度、不同投料比时,达平衡时Cl2的转化率如图所示(T12< T3)

①该反应的△H______________0(填“>”或“<”)

②下列措施能增大丙烯的平衡转化率的是______________ (填标号)。

A.降低温度 B.减小容器的体积

C.使用新型催化剂 D.从容器中移走氯化氢

③T1时,在容积为5L的密闭容器中充入0.15mol丙烯和0.10 molCl2,10min时达到平衡,则v(Cl2)为______________mol·〔L·min)-1,平衡常数K为______________,保持温度不变,减小投料比,K值将______________ (填“增大”“减小”或“不变”);若起始时向该容器中充入0.30mol丙烯、0.20 molCl2、0.15 mol CH2=CHCH2Cl和0.30 molHCl,判断反应进行的方向并说明理由____________________________。

④上述反应在低于某温度时,CH2=CHCH2Cl的产率快速下降,可能的原因是____________________________。

【答案】 (4a+b-2c-4d) kJ/mol < AD 0.0012mol/(L·min) 1 不变 向正反应方向进行,因为Qc=0.75合理即可) 丙烯与氯气发生了加成反应 (合理即可)

【解析】(1)考查反应热的计算,△H=反应物键能总和-生成物键能总和=(4a+b-2c-4d)kJ·mol-1;(2)考查勒夏特列原理、化学反应速率计算、化学平衡的计算,①根据图像,随着温度升高,Cl2的转化率降低,说明升高温度平衡向逆反应方向移动,即正反应△H<0;②A、正反应是放热反应,降低温度,平衡向正反应方向移动,丙烯转化率增大,故A正确;B、反应前后气体系数之和相等,减小容器的体积,相当增大压强,平衡不移动,故B错误;C、使用催化剂对化学平衡移动无影响,故C错误;D、移走氯化氢,平衡向正反应方向移动,丙烯的转化率增大,故D正确;③丙烯和氯气投料比为0.15:0.10=1.5,T1℃时氯气的转化率为60%,CH2=CHCH3 (g)+Cl2(g) CH2=CHCH2Cl(g)+HCl(g)

起始: 0.15 0.1 0 0

变化: 0.06 0.06 0.06 0.06

平衡: 0.09 0.04 0.06 0.06,根据化学反应速率数学表达式,v(Cl2)=0.06/(5×10)mol/(L·min)=0.0012mol/(L·min);根据化学平衡常数的定义:K=1;K值只受温度的影响,减小投料比,化学平衡常数不变,此时的浓度商为0.3×0.15/(0.3×0.2)=0.75<1,推出反应向正反应方向进行;④丙烯与氯气发生加成反应,造成产率降低。

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