Question

【題目】工業(yè)上用O2將HCl轉(zhuǎn)化為Cl2，可減少污染。

（1）在傳統(tǒng)催化劑并加熱條件下可實(shí)現(xiàn)該轉(zhuǎn)化：4HCl+O22H2O+2Cl2請(qǐng)標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目__________，該反應(yīng)表明氧化性：O2______Cl2（選填“>”、“<”或“=”）。若產(chǎn)生3.55g Cl2，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為：___________。

已知：新型RuO2催化劑對(duì)上述HCl轉(zhuǎn)化為Cl2的總反應(yīng)具有更好的催化活性。

（2）新型RuO2催化劑的使用對(duì)于平衡常數(shù)的影響是：__________（選填“變大了”、“變小了”或“無(wú)影響”）。 實(shí)驗(yàn)測(cè)得在一定壓強(qiáng)下，該反應(yīng)的HCl平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的αHCl—T曲線如下圖，該反應(yīng)是__________（選填“放熱反應(yīng)”、“吸熱反應(yīng)”或“沒(méi)有明顯的放熱或吸熱”）；A、B兩點(diǎn)的平衡常數(shù)K(A)與K(B)中較大的是____________________。

（3）若其它條件不變，壓縮體積使壓強(qiáng)增大，則αHCl將__________（選填“增大”、“減小”或“不變”），并簡(jiǎn)要說(shuō)明理由：___________________。

（4）一定條件下，2升密閉容器中，測(cè)得反應(yīng)過(guò)程中n(Cl2)的數(shù)據(jù)如下：

（min）	0	2.0	4.0	6.0	8.0
n(Cl2)/10-3mol	0	1.8	3.7	5.4	7.2

計(jì)算2.0~6.0min內(nèi)以HCl的變化表示的反應(yīng)速率_________________。

（5）Cl2用途廣泛，寫出用Cl2制備漂粉精的化學(xué)方程式：______________。

其中漂粉精的有效成分是：_________________（填物質(zhì)名稱），它在空氣中易變質(zhì)的主要原因是：_______________________。

Answer 1

【答案】 > 0.1mol 無(wú)影響 放熱反應(yīng) K(A) 增大 當(dāng)T ≥ 250℃時(shí)，水為氣態(tài)，正向是氣體分子個(gè)數(shù)減少的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，平衡右移，αHCl增大 9×10-4mol/（L●min） 2Cl2+2Ca(OH)2→ Ca(ClO)2 +CaCl2 +2H2O 次氯酸鈣 次氯酸鈣在空氣中容易與二氧化碳反應(yīng)生成次氯酸，次氯酸不穩(wěn)定易見光分解，導(dǎo)致漂白粉失效。

【解析】 (1).該反應(yīng)中氯元素化合價(jià)由-1升高到0，氧元素化合價(jià)由0降到-2，所以氯化氫中4個(gè)氯原子共失去4個(gè)電子，氧氣中2個(gè)氧原子共得到4個(gè)電子，所以該反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目可表示為： 該反應(yīng)中氧氣是氧化劑，氯氣是氧化產(chǎn)物，所以氧化性：O2 > Cl2。若產(chǎn)生3.55g Cl2，則氯氣的物質(zhì)的量為0.05mol，由上式可知電子數(shù)與氯氣分子數(shù)之比為2：1，所以轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為：0.1mol。

(2). 催化劑對(duì)可逆反應(yīng)的正、逆反應(yīng)的速率的影響是相同的，所以新型RuO2催化劑的使用對(duì)于平衡常數(shù)的影響是：無(wú)影響。由αHCl—T曲線可知，溫度升高氯化氫的轉(zhuǎn)化率變小說(shuō)明溫度升高化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，所以逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，因此該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)；反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越高則反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行的程度越大，平衡常數(shù)也就越大，所以A、B兩點(diǎn)的平衡常數(shù)K(A)與K(B)中較大的是K(A)。

(3). 因?yàn)檎�反�?yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，所以若其它條件不變，壓縮體積使壓強(qiáng)增大，化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，則αHCl將增大，理由：當(dāng)T ≥ 250℃時(shí)，水為氣態(tài)，正向是氣體分子個(gè)數(shù)減少的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，平衡右移，αHCl增大 。

(4). 2.0~6.0min內(nèi)以HCl的變化表示的反應(yīng)速率v(HCl)=2v(Cl2)=2 =2 =2 = 9×10-4mol/（L●min）。

(5).用Cl2制備漂粉精的化學(xué)方程式：2Cl2+2Ca(OH)2→ Ca(ClO)2 +CaCl2 +2H2O 。

其中漂粉精的有效成分是：次氯酸鈣 ，它在空氣中易變質(zhì)的主要原因是：次氯酸鈣在空氣中容易與二氧化碳、水反應(yīng)生成次氯酸，次氯酸不穩(wěn)定易見光分解，導(dǎo)致漂白粉失效。