Question

【題目】工業(yè)上可用O2將HCl轉化為Cl2，反應為：O2(g)+4HCl(g) 2Cl2(g)+2H2O(g)。請完成下列填空：

(1)該反應化學平衡常數(shù)K的表達式為_____________________；實驗測得P0壓強下，HCl平衡轉化率α(HCl)隨反應溫度T的變化如圖所示，則正反應是_________反應(填“吸熱”或者“放熱”)。

(2)寫出一種能提高HCl轉化率的方法___________________。

(3)上述實驗中若壓縮體積使壓強由P0增大至P1，在圖中畫出P1壓強下HCl平衡轉化率α(HCl)隨反應溫度T變化的曲線______，并簡要說明理由：_________________。

(4)根據圖中信息所示，在P0、320℃條件下進行，達平衡狀態(tài)A時，測得容器內n(Cl2)=7.2×10–3mol，則此時容器中n(HCl)=_____mol。

(5)氯元素能組成多種化合物，如常見的銨態(tài)氮肥，氯化銨溶液呈______性，其原因用離子方程式表示：___________________________。現(xiàn)有一瓶氯化銨、氯化鈉和氨水的混合液,經測定溶液呈中性,此時三種離子的關系是：[Na+]+[NH4+]_____[Cl-](填“＞”“＜”或“=”)。

Answer 1

【答案】 放熱 增大氧氣的濃度或加壓或冷卻后不斷移去液態(tài)水 溫度相同情況下，增大壓強，平衡右移，HCl轉化率增大 2.54×10–3 或2.5×10–3 酸 NH4++H2O NH3H2O+H+ =

【解析】

(1)；升高溫度平衡向吸熱的方向移動，據此判斷。(2)可利用平衡移動的方法增大轉化率。(3)正反應為氣體體積減小的反應，增大壓強，平衡向正反應方向移動，相同溫度下HCl的平衡轉化率比之前實驗的大。(4)根據化學計量數(shù)中HCl與Cl2的關系，可算出狀態(tài)A時HCl的變化量，再根據此時HCl的轉化率可算出狀態(tài)A時HCl的物質的量。(5)鹽溶液的酸堿性要考慮鹽的水解，溶液中離子濃度關系一般是電荷、物料、質子三個守恒。

(1)化學平衡常數(shù)，是指在一定溫度下，可逆反應達到平衡時各生成物濃度的化學計量數(shù)次冪的乘積除以各反應物濃度的化學計量數(shù)次冪的乘積所得的比值，根據化學平衡常數(shù)的概念可以寫出其表達式為；由圖可知，溫度升高，HCl的轉化率下降，說明平衡逆向移動，說明逆向是吸熱，所以正反應是放熱反應。

(2)增大氧氣的濃度或加壓或冷卻后不斷移去液態(tài)水等均能使平衡正向移動，提高HCl的轉化率。

(3)正反應為氣體體積減小的反應，增大壓強，平衡向正反應方向移動，相同溫度下HCl的平衡轉化率比之前實驗的大，所以P1壓強下曲線在P0壓強下曲線的上方（變化趨勢與P0壓強下曲線一致，都是溫度越高，轉化率越�。�。

(4)根據反應方程式可知，HCl與Cl2的物質的量的變化量的關系為4:2，所以HCl的變化的物質的量為2n(Cl2)=1.44×10–2mol，由圖可知此時HCl的轉化率為85%，所以反應前HCl的起始物質的量為 ，所以此時HCl的物質的量為mol= 2.54×10–3mol。

(5)因為銨離子水解：NH4++H2ONH3H2O+H+，所以溶液顯酸性；題目所給出的關系牽涉到的都是離子，所以可寫出電荷守恒表達式c(NH4+)+c(Na+)+c(H+)= c(Cl-)+c(OH-)，又因為溶液呈中性，所以c(NH4+)+c(Na+)=c(Cl-)。