Question

【题目】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下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_____________________， (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αHCl—T（HCl的转化率与温度的关系）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____________________。

②在上述实验中若压缩体积使压强增大，画出相应αHCl—T曲线__________，（在图中画出）并简要说明理由______________________。

③一定温度下，若该反应在某恒容容器中进行，下列能说明该反应已经达到化学平衡的是_________________________。

A、体系的压强不再改变

B、各反应物和生成物的浓度相等

C、混合气体的密度不再改变

D、混合气体的平均摩尔质量不再改变

（3）Cl2用途广泛，写出用Cl2制备漂白粉的化学方程式________________________。

Answer 1

【答案】 2HCl(g) + 1/2O2(g) H2O(g)+Cl2(g) △H=△H1+△H2 ＜ K(A) 增大压强，平衡右移，ɑHCl增大，相同温度下，HCl的平衡转化率比之前实验的大。 A D 2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O

【解析】（1）根据图象信息，箭头指向的是生成物可写出反应②的热化学方程式：CuCl2（g）+1/2O2（g）CuO（s）+Cl2（g）△H2，则①+②可得总反应2HCl（g）+1/2O2（g）H2O（g）+Cl2（g），△H=△H1+△H2；（2）①根据图1、2可知随着温度的升高，αHCl减小，说明升高温度，平衡向逆向移动，则可知逆反应吸热反应，所以正反应是放热反应，故△H＜0。同时由于升高温度，平衡逆移，则生成物减少，温度是B点大于A点，所以平衡常数K（A）＞K（B）；②同时由于该总反应是气体系数减小的反应，所以，压缩体积使压强增大，一定温度下，平衡应正向移动，ɑHCl应较题目实验状态下为大，所以可得曲线图（见答案）；③A、正反应体积减小，体系的压强不再改变说明达到平衡状态，A正确；B、各反应物和生成物的浓度相等不能说明正逆反应速率相等，不一定处于平衡状态，B错误；C、混合气体的密度是混合气体的质量和容器容积的比值，二者均是不变的，则混合气体的密度不再改变不能说明反应达到平衡状态，C错误；D、混合气的平均相对分子质量是混合气的质量和混合气的总的物质的量的比值，质量不变，但物质的量是变化的，所以混合气体的平均摩尔质量不再改变可以说明，D正确，答案选AD。（3）Cl2与石灰乳反应制备漂白粉的化学方程式为2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。