Question

8．用Cl₂生產(chǎn)某些含氯有機物時會產(chǎn)生副產(chǎn)物HCl，利用反應A，可實現(xiàn)氯的循環(huán)利用．
反應A：4HCl+O₂$\frac{\underline{\;CuO/CuCl_{2}\;}}{400℃}$2Cl₂+2H₂O

（1）已知：i．反應A中，4mol HCl被氧化，放出115.6kJ的熱量．
①拆開化學鍵需要吸收（填“吸收”或“放出”）熱量．
②反應A的熱化學方程式是4HCl（g）+O₂（g）?2Cl₂（g）+2H₂O（g）△H=-115.6 KJ/mol．
③斷開1mol H-O鍵與斷開1mol H-Cl鍵所需能量相差約為32kJ．H₂O中H-O鍵比HCl中H-Cl鍵（填“強”或“弱”）強．
（2）對于反應A，圖2是在4種投料比[n（HCl）：n（O₂），分別為1：1、2：1、4：1、6：1]下，反應溫度對HCl平衡轉(zhuǎn)化率影響的曲線．
①曲線b對應的投料比是4：1．
②投料比為2：1溫度為400℃時，平衡混合氣中Cl₂的物質(zhì)的量分數(shù)是30.8%．

Answer 1

分析 （1）①斷裂化學鍵吸收能量，形成化學鍵放出能量；
②反應A中，4mol HCl被氧化，放出115.6kJ的熱量，依據(jù)熱化學方程式書寫方法，標注物質(zhì)聚集狀態(tài)和對應焓變寫出；
③依據(jù)反應A中，4mol HCl被氧化，放出115.6kJ的熱量，焓變=反應物斷鍵吸收熱量-生成物形成化學鍵放出熱量計算；
（2）①由圖可知，當HCl的轉(zhuǎn)化率相同時，溫度由低到高對應的投料比為4：1、2：1、1：1，由此可確定溫度與投料比的關系；
②依據(jù)化學平衡三段式列式計算得到；

解答 解：（1）①斷裂化學鍵吸收能量，拆開化學鍵需要吸收熱量，
故答案為：吸收；
②依據(jù)反應A中，4mol HCl被氧化，放出115.6kJ的熱量，反應的熱化學方程式為：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斷開1mol H-O鍵與斷開1mol H-Cl鍵所需能量依據(jù)焓變=反應物斷鍵吸收熱量-生成物形成化學鍵放出熱量計算，
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）-（H-Cl）=31.9≈32，H₂O中H-O鍵比HCl中H-Cl鍵強，
故答案為：32；強；
（2）①在其他條件不變時，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由圖可讀出投料比為2：1、溫度為400℃時，HCl的轉(zhuǎn)化率為80%，設投入的HCl為2 mol，O₂為1 mol，由此可建立三段式：
               4HCl+O₂=2Cl₂+2H₂O
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)的量分數(shù)=$\frac{0.8mol}{0.4mol+0.6mol+0.8mol+0.8mol}$×100%=30.8%，
故答案為：30.8%．

點評 本題考查熱化學方程式、熱化學方程式書寫，化學鍵鍵能和焓變關系計算，圖象分析判斷、化學反應轉(zhuǎn)化率計算，題目難度中等．