题目内容

14．用O2将HCl转化为Cl2，可提高效益，减少污染，

（1）传统上该转化通过如右图所示的催化剂循环实现，其中，反应①为：2HCl（g）+CuO（s）?H2O（g）+CuCl2（g）△H1，反应②生成1molCl2（g）的反应热为△H2，则总反应的热化学方程式为4HCl（g）+O2（g）=2Cl2（g）+2H2O（g）△H=2（△H1+△H2）（反应热用△H1和△H2表示）．
（2）新型RuO2催化剂对上述HCl转化为Cl2的总反应具有更好的催化活性，
①实验测得在一定压强下，总反应的HCl平衡转化率随温度变化的a（HCl）-T曲线如右图，则总反应的△H＜0（填“＞”、“﹦”或“＜”）；A、B两点的平衡常数K（A）与K（B）中较大的是K（A）．
在上述实验中若压缩体积使压强增大，画出相应a（HCl）-T曲线的示意图，并简要说明理由增大压强，平衡向正反应方向移动，αHCl增大，相同温度下HCl的平衡转化率比之前实验的大．
③下列措施中有利于提高a（HCl）的有BD．
A、增大n（HCl）　　B、增大n（O2）　　C、使用更好的催化剂　　 D、移去H2O
（3）一定条件下测得反应过程中n（Cl2）的数据如下：
t（min）02.04.06.08.0
n（Cl2）/10?3mol01.83.75.47.2
计算2.0～6.0min内以HCl的物质的量变化表示的反应速率（以mol•min?1为单位，写出计算过程）．
（4）Cl2用途广泛，写出用Cl2制备漂白粉的化学方程式2Cl2+2Ca（OH）2=CaCl2+Ca（ClO）2+2H2O．

分析 （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）+$\frac{1}{2}$O2（g）=CuO（s）+Cl2（g）△H2，根据盖斯定律（①+②）×2可得总反应的热化学方程式；
（2）①由图可知，温度越高，平衡时HCl的转化率越小，说明升高温度平衡向逆反应方向移动；
②正反应为气体体积减小的反应，增大压强，平衡向正反应方向移动，相同温度下HCl的平衡转化率比之前实验的大；
③改变措施有利于提高αHCl，应使平衡向正反应方向移动，注意不能只增加HCl的浓度；
（3）根据v=$\frac{△n}{△t}$计算2.0～6.0min内v（Cl2），再利用速率之比等于其化学计量数之比计算v（HCl）；
（4）氯气与氢氧化钙反应生成氯化钙、次氯酸钙与水，以此写出化学方程式．

解答 解：（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）+$\frac{1}{2}$O2（g）=CuO（s）+Cl2（g）△H2，
根据盖斯定律（①+②）×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），
故答案为：4HCl（g）+O2（g）=2Cl2（g）+2H2O（g）△H=2（△H1+△H2）；
（2）①由图可知，温度越高，平衡时HCl的转化率越小，说明升高温度平衡向逆反应方向移动，则正反应为放热反应，即△H＜0，化学平衡常数减小，即K（A）＞K（B），
故答案为：＜；K（A）；
②正反应为气体体积减小的反应，增大压强，平衡向正反应方向移动，相同温度下HCl的平衡转化率比之前实验的大，故压缩体积使压强增大，画相应αHCl～T曲线的示意图为，
故答案为：，增大压强，平衡向正反应方向移动，αHCl增大，相同温度下HCl的平衡转化率比之前实验的大；
③A．增大n（HCl），HCl浓度增大，平衡右移，但HCl的转化率降低，故A错误；
B．增大n（O2），氧气浓度增大，平衡右移，HCl的转化率提高，故B正确；
C．使用更好的催化剂，加快反应速率，缩短到达平衡的时间，不影响平衡移动，HCl的转化率不变，故C错误；
D．移去生成物H2O，有利于平衡右移，HCl的转化率增大，故D正确，
故选：BD；
（3）解：设2.0～6.0min时间内，HCl转化的物质的量为n，则
2HCl（g）+1/2O2（g）═H2O（g）+Cl2（g）
2　　　　　　　　　　　 1
n　　　　　　 （5.4-1.8）×10?3mol
解得　 n=7.2×10-3mol，所以v（HCl）=7.2×10-3mol/（6.0-2.0）min═1.8×10?3mol/min，
答：2.0～6.0min内以HCl的物质的量变化表示的反应速率1.8×10-3mol•min-1；
（4）氯气与氢氧化钙反应生成氯化钙、次氯酸钙与水，反应方程式为2Cl2+2Ca（OH）2=CaCl2+Ca（ClO）2+2H2O，
故答案为：2Cl2+2Ca（OH）2=CaCl2+Ca（ClO）2+2H2O．

点评 本题比较综合，涉及热化学方程式书写、化学平衡及平衡常数影响因素、化学反应速率的计算等，（3）中注意用单位时间内物质的量变化表示熟练，较好的考查的分析解决问题的能力，难度中等．

练习册系列答案
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4．下列离子方程式正确的是（　　）
A．CuSO4与Ba（OH）2溶液反应：Ba2++SO42-═BaSO4↓
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C．用小苏打治疗胃酸过多：HCO3-+H+═H2O+CO2↑
D．醋酸钠和盐酸混合：CH3COONa+H+═CH3COOH+Na+
5．信息时代产生的大量电子垃圾对环境构成了极大的威胁．某“变废为宝”学生探究小组将一批废弃的线路板简单处理后，得到含70%Cu、25%Al、4%Fe及少量Au、Pt等金属的混合物，并设计出如下制备硫酸铜和硫酸铝晶体的路线：

请回答下列问题：
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上述三种方案中，甲、丙方案不可行，原因是甲所得产品中含有较多Fe2（SO4）3杂质，丙中含有硫酸钠杂质；从原子利用率角度考虑，乙方案更合理．
（5）探究小组用滴定法测定CuSO4•5H2O （Mr=250）含量．取a g试样配成100mL溶液，每次取20.00mL，消除干扰离子后，用cmol•L-1 EDTA（H2Y2-）标准溶液滴定至终点，平均消耗EDTA溶液bmL．滴定反应如下：Cu2++H2Y2-═CuY2-+2H+
写出计算CuSO4•5H2O质量分数的表达式w=$\frac{5bc×10{\;}^{-3}×250}{a}$×100%；下列操作会导致CuSO4•5H2O含量的测定结果偏高的是c．
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b．滴定终点时滴定管尖嘴中产生气泡
c．未除净可与EDTA反应的干扰离子．
2．将含Mg的两种金属混合物30克与足量稀盐酸反应产生标况下11.2L（标准状况下），则混合物中另一金属可能为（　　）
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9．无色透明溶液中，下列各组离子能大量共存的是（　　）
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C．K+、Mg2+、Cl-、SO42-D．OH-、NH4+、Cl-、SO32-
19．化合物A（C8H8O3）是由冬青树的叶经蒸汽蒸馏而得．因此又名冬青油．它常用作饮料，化妆品的香料，也用作制取止痛药，杀虫剂等．从A出发有如下图所示转化关系（部分反应产物己略去）：

已知以下信息：
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回答下列问题：
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（2）B→D的反应方程式为．
（3）F→H的反应类型为取代反应，H的名称为2，4，6-三溴苯酚．
（4）A的结构简式为．
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6．下列说法正确的是（　　）
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②非金属氧化物都是酸性氧化物
③CuSO4•5H2O属于纯净物　      
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4．按以下装置图进行实验，D中装有足量的石灰水．回答下列有关问题：

（1）A中反应的化学方程式为2NaHCO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ Na2CO3+H2O+CO2↑；
（2）B中浓硫酸的作用是作干燥剂，吸收CO2中的水蒸汽；
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（4）D中反应的离子方程式是CO2+Ca2++2OH-=CaCO3↓+H2O；
（5）E中收集的气体是（写名称）氧气．

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