用Cl2生產某些含*有機物時會產生副產物HC1。利用反應A，可實現*的迴圈利用。反應A：4HCl＋O22Cl2...

問題詳情：

用Cl2生產某些含*有機物時會產生副產物HC1。利用反應A，可實現*的迴圈利用。反應A：4HCl＋O22Cl2＋2H2O。

（1）已知：Ⅰ反應A中， 1 mol HCl被氧化，放出28.9 kJ的熱量。

Ⅱ

①反應A的熱化學方程式是___________________________。

②斷開1 mol H－O鍵與斷開1 mol H－Cl鍵所需能量相差約為____kJ。

（2）對於反應A，下圖是4種投料比[n(HCl)∶n(O2)分別為1∶1、2∶1、4∶1和6∶1]下，反應溫度對HCl平衡轉化率影響的曲線。

① 曲線b對應的投料比是__________。

② 當曲線b，c，d對應的投料比達到相同的HCl平衡轉化率時，對應的反應溫度Tb、Tc、Td由大到小的順序是___________________。

③ 投料比為2∶1、溫度為400℃時，平衡混合氣中Cl2的物質的量分數是_______。

【回答】

4HCl(g)＋O2(g)＝2Cl2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－115.6 kJ·mol-1    4:1    31.9    Td＞Tc＞Tb    30.8%   

【詳解】

（1）①由反應A中，1mol HCl被氧化，放出28.9kJ的熱量可知，4mol HCl被氧化放出熱量為28.9kJ×4= 115.6 kJ，則反應的熱化學方程式為4HCl(g)＋O2(g)＝2Cl2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－115.6 kJ·mol-1，故*為：4HCl(g)＋O2(g)＝2Cl2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－115.6 kJ·mol-1；

②1 mol H—O與1molH—Cl的鍵能分別是設為x和y，由反應熱=反應物鍵能之和—生成物鍵能之和可得：(4x＋498kJ/mol)－(2×243kJ/mol+2×2y)＝－115.6kJ/mol，解得x－y＝31.9kJ/mol，故*為：31.9；

（2）①反應中，氧氣的物質的量越多，*化*的轉化率越高，即n(HCl)：n(O2)的比值越小，*化*的轉化率越高，由圖可知，投料比分別為1：1、2：1、4：1、6：1時*化*的轉化率一次降低，則曲線b對應的投料比是4:1，故*為：4:1；

②由圖可知，當曲線b，c，d對應的投料比達到相同的HCl平衡轉化率時，對應的反應溫度Tb、Tc、Td由大到小的順序是Td＞Tc＞Tb，故*為：Td＞Tc＞Tb；

③根據曲線可知投料比為2:1、溫度為400℃時，*化*的平衡轉化率是80%，由題給資料建立如下三段式：

由三段式資料可知，平衡混合氣中Cl2的物質的量分數是×100%=30.8%，故*為：30.8%。

知識點：化學反應熱的計算

題型：綜合題