(2012?北京)用Cl2生產(chǎn)某些含氯有機(jī)物時(shí)會(huì)產(chǎn)生副產(chǎn)物HCl.利用反應(yīng)A,可實(shí)現(xiàn)氯的循環(huán)利用.反應(yīng)A:4HCl+O2
CuO/CuCl3
400℃
2Cl2+2H2O
(1)已知:i.反應(yīng)A中,4mol HCl被氧化,放出115.6kJ的熱量.
(2)ii.
①H2O的電子式是

②反應(yīng)A的熱化學(xué)方程式是
4HCl(g)+O2(g) 2Cl2(g)+2H2O(g)△H=-115.6 KJ/mol
4HCl(g)+O2(g) 2Cl2(g)+2H2O(g)△H=-115.6 KJ/mol

③斷開(kāi)1mol H-O 鍵與斷開(kāi)1mol H-Cl 鍵所需能量相差約為
32
32
kJ,H2O中H-O鍵比HCl中H-Cl鍵(填“強(qiáng)”或“弱”)
強(qiáng)
強(qiáng)

(2)對(duì)于反應(yīng)A,如圖是4種投料比[n(HCl):n(O2),分別為1:1、2:1、4:1、6:1]下,反應(yīng)溫度對(duì)HCl平衡轉(zhuǎn)化率影響的曲線.

①曲線b對(duì)應(yīng)的投料比是
4:1
4:1

②當(dāng)曲線b、c、d對(duì)應(yīng)的投料比達(dá)到相同的HCl平衡轉(zhuǎn)化率時(shí),對(duì)應(yīng)的反應(yīng)溫度與投料比的關(guān)系是
投料比越高,對(duì)應(yīng)的反應(yīng)溫度越低
投料比越高,對(duì)應(yīng)的反應(yīng)溫度越低

③投料比為2:1、溫度為400℃時(shí),平衡混合氣中Cl2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)是
30.8%
30.8%
分析:(1)①水是共價(jià)化合物依據(jù)電子式書(shū)寫(xiě)方法寫(xiě)出電子式;
②反應(yīng)A中,4mol HCl被氧化,放出115.6kJ的熱量,依據(jù)熱化學(xué)方程式書(shū)寫(xiě)方法,標(biāo)注物質(zhì)聚集狀態(tài)和對(duì)應(yīng)焓變寫(xiě)出;
③依據(jù)反應(yīng)A中,4mol HCl被氧化,放出115.6kJ的熱量,焓變=反應(yīng)物斷鍵吸收熱量-生成物形成化學(xué)鍵放出熱量計(jì)算;
(2)①在其他條件不變時(shí),O2的量越大,HCl的轉(zhuǎn)化率越大;
②由圖可知,當(dāng)HCl的轉(zhuǎn)化率相同時(shí),溫度由低到高對(duì)應(yīng)的投料比為4:1、2:1、1:1,由此可確定溫度與投料比的關(guān)系;
③依據(jù)化學(xué)平衡三段式列式計(jì)算得到.
解答:解:(1)①水是共價(jià)化合物,氧原子和兩個(gè)氫原子形成兩個(gè)共價(jià)鍵,電子式為:,故答案為:;
②依據(jù)反應(yīng)A中,4mol HCl被氧化,放出115.6kJ的熱量,反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為:4HCl(g)+O2(g)?2Cl2(g)+2H2O(g)△H=-115.6 KJ/mol;
故答案為:4HCl(g)+O2(g)?2Cl2(g)+2H2O(g)△H=-115.6 KJ/mol
③焓變=反應(yīng)物斷鍵吸收熱量-生成物形成化學(xué)鍵放出熱量,4HCl(g)+O2(g)?2Cl2(g)+2H2O(g)△H=-115.6 KJ/mol
4×H-Cl+498-(243×2+4×H-O)=-115.6,得到4×H-O-4×H-Cl=498-486+115.6=127.6
H-O-HCl=31.9≈32,H2O中H-O鍵比HCl中H-Cl鍵強(qiáng),
故答案為:32;強(qiáng);
(2)①在其他條件不變時(shí),O2的量越大,HCl的轉(zhuǎn)化率越大,由此可確定a為6:1,b為4:1,c為2:1,d為1:1,故答案為:4:1;                 
②由圖可知,當(dāng)HCl的轉(zhuǎn)化率相同時(shí),溫度由低到高對(duì)應(yīng)的投料比為4:1、2:1、1:1,由此可確定溫度與投料比的關(guān)系是:投料比越高達(dá)到相同轉(zhuǎn)化率所需的溫度越低,故答案為:投料比越高,對(duì)應(yīng)的反應(yīng)溫度越低;         
③由圖可讀出投料比為2:1、溫度為400℃時(shí),HCl的轉(zhuǎn)化率為80%,設(shè)投入的HCl為2 mol,O2為1 mol,由此可建立三段式:
                4HCl+O2=2Cl2+2H2
n(起始)/mol  2       1     0     0 
n(轉(zhuǎn)化)/mol   1.6       0.4   0.8     0.8 
n(平恒)/mol   0.4       0.6   0.8     0.8 
所以平衡混合氣中Cl2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)=
0.8mol
0.4mol+0.6mol+0.8mol+0.8mol
×100%=30.8%.
點(diǎn)評(píng):本題考查熱化學(xué)方程式、熱化學(xué)方程式書(shū)寫(xiě),化學(xué)鍵鍵能和焓變關(guān)系計(jì)算,圖象分析判斷、化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化率計(jì)算,題目難度中等.
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

(2012?北京)用如圖所示裝置進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)測(cè)的現(xiàn)象不一致的是( 。
A 淀粉KI溶液 濃硝酸 無(wú)明顯變化
B 酚酞溶液 濃鹽酸 無(wú)明顯變化
C AlCl3溶液 濃氨水 有白色沉淀
D 濕潤(rùn)紅紙條 飽和氯水 紅紙條褪色

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

(2012?北京)人工光合作用能夠借助太陽(yáng)能,用CO2和H2O制備化學(xué)原料.下圖是通過(guò)人工光合作用制備HCOOH的原理示意圖,下列說(shuō)法不正確的是( 。

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:閱讀理解

(2012?北京)直接排放含SO2的煙氣會(huì)形成酸雨,危害環(huán)境.利用鈉堿循環(huán)法可脫除煙氣中的SO2
(1)用化學(xué)方程式表示SO2形成硫酸型酸雨的反應(yīng):
SO2+H2O?H2SO3;2H2SO3+O2=2H2SO4
SO2+H2O?H2SO3;2H2SO3+O2=2H2SO4

(2)在鈉堿循環(huán)法中,Na2SO3溶液作為吸收液,可由NaOH溶液吸收SO2制得,該反應(yīng)的離子方程式是
2OH-+SO2=SO32-+H2O
2OH-+SO2=SO32-+H2O

(3)吸收液吸收SO2的過(guò)程中,pH隨n(SO32-):n(HSO3-)變化關(guān)系如下表:
n(SO32-):n(HSO3- 91:9 1:1 9:91
pH 8.2 7.2 6.2
①上表判斷NaHSO3溶液顯
性,用化學(xué)平衡原理解釋?zhuān)?!--BA-->
HSO3-存在HSO3-?H++SO32-和HSO3-+H2O?H2SO3+OH-,HSO3-的電離程度大于水解程度.
HSO3-存在HSO3-?H++SO32-和HSO3-+H2O?H2SO3+OH-,HSO3-的電離程度大于水解程度.

②當(dāng)吸收液呈中性時(shí),溶液中離子濃度關(guān)系正確的是(選填字母):
ab
ab

a.c(Na+)=2c(SO32-)+c(HSO3-
b.c(Na+)>c(HSO3-)>c(SO32-)>c(H+)=c(OH-
c.c(Na+)+c(H+)=c(SO32-)+c(HSO3-)+c(OH-
(4)當(dāng)吸收液的pH降至約為6時(shí),需送至電解槽再生.再生示意圖如下:
①HSO3-在陽(yáng)極放電的電極反應(yīng)式是
HSO3-+H2O-2e-=SO42-+3H+
HSO3-+H2O-2e-=SO42-+3H+

②當(dāng)陰極室中溶液PH升至8以上時(shí),吸收液再生并循環(huán)利用.簡(jiǎn)述再生原理:
氫離子在陰極得電子生成氫氣,溶液中氫離子濃度降低,促使HSO3-電離生成SO32-,且鈉離子進(jìn)入陰極室,吸收液就可以再生;
氫離子在陰極得電子生成氫氣,溶液中氫離子濃度降低,促使HSO3-電離生成SO32-,且鈉離子進(jìn)入陰極室,吸收液就可以再生;

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:閱讀理解

(2012?北京)有文獻(xiàn)記載:在強(qiáng)堿性條件下,加熱銀氨溶液可能析出銀鏡.某同學(xué)進(jìn)行如下驗(yàn)證和對(duì)比實(shí)驗(yàn).
裝置 實(shí)驗(yàn)序號(hào) 試管中的藥品 現(xiàn)象
實(shí)驗(yàn)I 2mL銀氨溶液和數(shù)滴較濃NaOH溶液 有氣泡產(chǎn)生;
一段時(shí)間后,溶液逐漸變黑;
試管壁附著有銀鏡
實(shí)驗(yàn)II 2mL銀氨溶液和數(shù)滴濃氨水 有氣泡產(chǎn)生;
一段時(shí)間后,溶液無(wú)明顯變化
該同學(xué)欲分析實(shí)驗(yàn)Ⅰ和實(shí)驗(yàn)Ⅱ的差異,查閱資料:
a.Ag(NH32++2H2O?Ag++2NH3+H2O
b.AgOH不穩(wěn)定,極易分解為黑色Ag2O
(1)配制銀氨溶液所需的藥品是
AgNO3溶液和濃氨水
AgNO3溶液和濃氨水

(2)經(jīng)檢驗(yàn),實(shí)驗(yàn)Ⅰ的氣體中有NH3,黑色物質(zhì)中有Ag2O.
①用濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙檢驗(yàn)NH3,產(chǎn)生的現(xiàn)象是
試紙變藍(lán)
試紙變藍(lán)

②產(chǎn)生Ag2O的原因是
在NaOH存在下,加熱促進(jìn)NH3?H2O分解,逸出NH3,促使平衡Ag(NH32++2H2O?Ag++2NH3?H2O正向移動(dòng),c(Ag+)增大,Ag+與OH-反應(yīng)立即轉(zhuǎn)化為Ag2O:2 OH-+2 Ag+=Ag2O↓+H2O
在NaOH存在下,加熱促進(jìn)NH3?H2O分解,逸出NH3,促使平衡Ag(NH32++2H2O?Ag++2NH3?H2O正向移動(dòng),c(Ag+)增大,Ag+與OH-反應(yīng)立即轉(zhuǎn)化為Ag2O:2 OH-+2 Ag+=Ag2O↓+H2O

(3)該同學(xué)對(duì)產(chǎn)生銀鏡的原因提出瑕設(shè):可能是NaOH還原Ag2O.實(shí)驗(yàn)及現(xiàn)象:向AgNO3溶液中加入
過(guò)量NaOH溶液
過(guò)量NaOH溶液
,出現(xiàn)黑色沉淀;水浴加熱,未出現(xiàn)銀鏡.

(4)重新假設(shè):在NaOH存在下,可能是NH3還原Ag2O.用圖1所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn).現(xiàn)象:出現(xiàn)銀鏡.在虛線框內(nèi)畫(huà)出用生石灰和濃氨水制取NH3的裝置簡(jiǎn)圖(夾持儀器略).
(5)該同學(xué)認(rèn)為在(4)的實(shí)驗(yàn)中會(huì)有Ag(NH32OH生成.由此又提出假設(shè):在NaOH存在下,可能是Ag(NH32OH也參與了NH3還原Ag2O的反應(yīng).進(jìn)行如圖2實(shí)驗(yàn):
①有部分Ag2O溶解在氨水中,該反應(yīng)的化學(xué)方程式是
Ag2O+4 NH3?H2O=2Ag(NH32OH+3H2O
Ag2O+4 NH3?H2O=2Ag(NH32OH+3H2O

②實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)假設(shè)成立,依據(jù)的現(xiàn)象是
與溶液接觸的試管壁上析出銀鏡
與溶液接觸的試管壁上析出銀鏡

(6)用HNO3清洗試管壁上的Ag,該反應(yīng)的化學(xué)方程式是
2HNO3(濃)+Ag═Ag NO3+2NO2↑+H2O
2HNO3(濃)+Ag═Ag NO3+2NO2↑+H2O

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案