Question

(12分)用Cl₂生产某些含氯有机物时会产生副产物HC1。利用反应A，可实现氯的循环利用。

反应A:

（1）已知:i 反应A中， 4mol HCI被氧化，放出115.6kJ的热量。

ii  

①H₂O的电子式是_______________.

②反应A的热化学方程式是_______________。

③断开1 mol H—O 键与断开 1 mol H—Cl 键所需能量相差约为__________kJ，H₂O中

H—O 键比HCl中H—Cl键（填“强”或“弱”）_______________。

（2）对于反应A，下图是4种投料比[n（HCl）：n（O₂），分别为1：1、2：1、4：1、6：1]下，反应温度对HCl平衡转化率影响的曲线。

①曲线b对应的投料比是______________.

②当曲线b、c、d对应的投料比达到相同的HCl平衡转化率时，对应的反应温度与投

料比的关系是_________________.

⑧投料比为2:1、温度为400℃时，平衡混合气中Cl₂的物质的量分数是_______________.

 

Answer 1

【答案】

：（1）；4HCl(g)+O₂(g)2Cl₂(g)+2H₂O(g) △H= - 115.6 kJ/mol；32；强；（2）4:1；投料比越小时对应的温度越低；30.8%。

【解析】：（1）根据水分子的结构，其电子式为：；反应A的热化学方程式为：4HCl(g)+O₂(g)2Cl₂(g)+2H₂O(g) △H= - 115.6 kJ/mol；由于反应中，需要断裂4mol“H—Cl“键、断开1mol“O=O”键，形成2mol“Cl-Cl”键，形成4mol“H-O”键；根据图纸数据，断开1mol“O=O”键，形成2mol“Cl-Cl”键的能量差为12kJ/mol，，反应的热效应为：-115.6 kJ/mol，故此断裂4mol“H—Cl“键和形成4mol“H-O”键的能量差为：-127.6 kJ/mol，故断开1 mol H—O 键与断开 1 mol H—Cl 键所需能量相差约为32kJ，H₂O中H—O 键比HCl中H—Cl键强；（2）根据反应方程式：4HCl+O₂2Cl₂+2H₂O，氧气的投料比越高，则HCl的转化率越高，故此曲线b对应的投料比为4:1；由于该反应正向放热，故温度越高，HCl的转化率越低，故投料比越小时温度越高；当投料比为2:1，温度为400℃时，HCl的转化率约为80%，此时为：

4HCl+O₂2Cl₂+2H₂O，

开始    2   1          0     0

变化   1.6   0.4       0.8    0.8

平衡   0.4   0.6       0.8    0.8，故平衡混合气中氯气的物质的量分数为0.8/2.6=30.8%。