Question

【题目】工业上采用高温活性炭催化CO与C12合成光气（COCl2））。

（1）COCl2 中的原子最外层都达到 8电子稳定结构，光气分子的电子式为_____。

（2）工业上利用天然气（CH4）与CO2 进行高温重整制备CO的反应为：CH4（g）+CO2（g）＝2CO（g）+2H2（g）ΔH＝+247.3 kJ/mol。已知：C—H、C≡O、H—H键的键能依次为413 kJ·mol－1、1076 kJ·mol－1、436 kJ·mol－1，则 C＝O键的键能为____kJ·mol－1。

（3）光气为窒息性毒剂，极易水解生成氯化氢，泄露后可用水雾吸收，化学方程式为：_______。

（4）某温度下，在2L恒容密闭容器中充入 2 mol CO（g）、2 mol Cl2（g）和适量的活性炭，发生反应：Cl2（g）＋CO（g）COCl2（g） ΔH＝－108 kJ·mol－1，测得在混合气中COCl2的体积分数φ(COCl2)和时间t 的关系如图曲线Ⅰ所示。

①下列情况不能表明该反应达到平衡状态的是_______（填字母标号）。

A．CO的体积分数不改变

B．Cl2的消耗速率与COCl2的生成速率相等

C．体系中不改变

D．混合气体的平均相对分子质量不再变化

②按曲线Ⅰ，平衡常数K＝____。A点时，向容器中加入等物质的量CO和Cl2，再次达到平衡时，光气的体积分数会 ______（填“增大”、 “减小”或“不变”。

③曲线Ⅱ相对曲线Ⅰ改变的条件可能是_______（填字母标号）。

A．恒容通入惰性气体 B．通入 CO

C．增大压强 D．升高温度

Answer 1

【答案】 809.65 COC12+H2O=HC1+CO2 BC 12L/mol 增大 D

【解析】（1）COCl2中的原子最外层都达到 8电子稳定结构，光气分子的电子式为；（2）根据化学反应的热效应等于反应物键能和减去生成物的键能和，设C=O键的键能为xkJ/mol，则有：413 kJ·mol－1×4+2x -1076 kJ·mol－1×2-2×436 kJ·mol－1=+247.3 kJ/mol，解得x=809.65；（3）光气为窒息性毒剂，极易水解生成氯化氢，泄露后可用水雾吸收，化学方程式为：COC12+H2O=HC1+CO2；（4）①A．体系中各组分的百分含量保持不变，说明反应达平衡了，故CO的体积分数不改变，反应达到平衡状态；B．Cl2的消耗速率与COCl2的生成速率都是指正反应速率，无法说明正逆反应速率相等，反应不一定达到平衡状态；C．CO和Cl2都是反应物，物质的量之比总为1：1，即体系中保持恒定不变，故比值不变不能说明反应达到平衡；D．反应的气体的总质量不变，而反应为气体体积变化的反应，若体积不变则气体的物质的量不变，混合气体的平均相对分子质量不再变化，则反应达平衡状态；答案选BC；②按曲线Ⅰ，设的转化率为x，则:

Cl2（g）＋CO（g）COCl2（g）

起始浓度（mol/L） 1 1 0

改变浓度（mol/L） x x x

平衡浓度（mol/L） 1-x 1-x x

平衡时COCl2的体积分数φ(COCl2)为60%，则=60%，解得x=0.75，K===12L/mol；向容器中加入等物质的量CO和Cl2，恒容条件下，相当于增大压强，平衡向气体体积缩小的正反应方向移动，再次达到平衡时，光气的体积分数会增大；③对比曲线Ⅱ和曲线Ⅰ可知，曲线Ⅱ反应速率快，平衡时COCl2的体积分数φ(COCl2)小则平衡逆向移动。A．恒容通入惰性气体，各参与反应的气体的浓度不变，反应速率不变，平衡不移动，选项A错误；B．通入 CO，反应物的浓度增大，反应速率增大，平衡正向移动，选项B错误；C．增大压强，反应速率增大，平衡正向移动，选项C错误；D．升高温度，反应速率增大，平衡向吸热反应的逆反应方向移动，选项D正确。答案选D。