化学
Cl2合成有机物时会产生副产物HCl.4HCl+O2CuO/CuCl2400℃2Cl2+2H2O,可实现氯的循环利用.完成下列填空:(1)该反应平衡常数的表达式K=c2(Cl2)×c2(H2O)c4(HCl)×c(O2)c2(Cl2)×c2(H2O)c4(HCl)×c(O2);若反应容器的容积为2L,8min后达到平衡,测得容器内物质由2.5mol减少至2.25mol,则HCl的平均反应速率为mol/L∙min.(2)若该反应在体积不变的密闭容器中发生,当反应达平衡时,下列叙述正确的是.a.v 

2019-06-25

Cl2合成有机物时会产生副产物HCl.4HCl+O2
CuO/CuCl2
400℃
2Cl2+2H2O,可实现氯的循环利用.
完成下列填空:
(1)该反应平衡常数的表达式K=
c2(Cl2c2(H2O)
c4(HCl)×c(O2)
c2(Cl2c2(H2O)
c4(HCl)×c(O2)
;若反应容器的容积为2L,8min后达到平衡,测得容器内物质由2.5mol减少至2.25mol,则HCl的平均反应速率为______mol/L∙min.
(2)若该反应在体积不变的密闭容器中发生,当反应达平衡时,下列叙述正确的是______.
a.v (HCl)=2v(Cl2
b.4v(HCl)=v(O2
c.又加入1mol O2,达新平衡时,HCl的转化率增大
d.分离出H2O,达新平衡时,v(HCl)增大
(3)如图是该反应两种投料比[n (HCl):n (O2)分别为4:1和2:1]下,反应温度对HCl平衡转化率影响的曲线.下列叙述正确的是______.
a.该反应的正反应是放热反应
b.其他条件不变,升高温度,平衡常数K值增大
c.若平衡常数K值变大,达新平衡前v始终减小
d.若平衡常数K值变大,则平衡向正反应方向移动
(4)投料比为4:1、温度为40℃时,平衡混合物中Cl2的物质的量分数是______.
优质解答
(1)4HCl+O2
CuO/CuCl2
400℃
2Cl2+2H2O的平衡常数k=
c2(Cl2c2(H2O)
c4(HCl)×c(O2)

8min后达到平衡,测得容器内物质由2.5mol减少至2.25mol,则:
4HCl+O2⇌2Cl2+2H2O  物质的量减少△n
4                      1
n(HCl)           2.5mol-2.25mol=0.25mol
故n(HCl)=0.25mol×4=1mol,
故v(HCl)=
1mol
2L
8min
=0.0625mol/(L•min),
故答案为:
c2(Cl2c2(H2O)
c4(HCl)×c(O2)
;0.0625;
(2)a.平衡时不同物质表示的速率之比等于化学计量数之比,故v (HCl)=2v(Cl2),故a正确;
b.4v(HCl)=v(O2)即v(HCl):v(O2)=1:4,不等于化学计量数之比4:1,反应未到达平衡,向逆反应进行,故b错误;
c.加入1mol O2,氧气的浓度,平衡向正反应移动,HCl的转化率增大,故c正确;
d.分离出H2O,生成的浓度降低,达新平衡时,v(HCl)降低,故d错误;
故答案为:ac;
(3)a.由图可知,投料比一定时,温度越高HCl的转化率越低,故该反应正反应是放热反应,故a正确;
b.升高温度平衡向逆反应方向移动,平衡常数k降低,故b错误;
c.平衡常数增大应降低温度,平衡向正反应方向移动,改变体积瞬间反应速率降低,此后正反应速率降低、逆反应速率增大,故c错误;
d.平衡常数增大应降低温度,该反应正反应是放热反应,平衡向正反应方向移动,故d正确;
故答案为:ad;
(4)增大一种反应物的浓度,平衡向正反应移动,其它反应物的转化率增大,故投料比n (HCl):n (O2)=2:1到达平衡时HCl的转化率更高,由图象可知,a曲线表示的HCl的转化率更高,故a表示投料比为2:1,b表示投料比为4:1.由图可知,投料比为4:1、温度为40℃时,HCl的转化率为75%,令n (HCl)=4mol、n (O2)=1mol,则参加反应的HCl为4mol×75%=3mol,则:
           4HCl+O2⇌2Cl2+2H2
开始(mol):4    1    0    0
变化(mol):3  0.75  1.5   1.5
平衡(mol):1  0.25  1.5   1.5
故平衡混合物中Cl2的物质的量分数是
1.5mol
1mol+0.25mol+1.5mol+1.5mol
=0.3529,
故答案为:0.3529.
(1)4HCl+O2
CuO/CuCl2
400℃
2Cl2+2H2O的平衡常数k=
c2(Cl2c2(H2O)
c4(HCl)×c(O2)

8min后达到平衡,测得容器内物质由2.5mol减少至2.25mol,则:
4HCl+O2⇌2Cl2+2H2O  物质的量减少△n
4                      1
n(HCl)           2.5mol-2.25mol=0.25mol
故n(HCl)=0.25mol×4=1mol,
故v(HCl)=
1mol
2L
8min
=0.0625mol/(L•min),
故答案为:
c2(Cl2c2(H2O)
c4(HCl)×c(O2)
;0.0625;
(2)a.平衡时不同物质表示的速率之比等于化学计量数之比,故v (HCl)=2v(Cl2),故a正确;
b.4v(HCl)=v(O2)即v(HCl):v(O2)=1:4,不等于化学计量数之比4:1,反应未到达平衡,向逆反应进行,故b错误;
c.加入1mol O2,氧气的浓度,平衡向正反应移动,HCl的转化率增大,故c正确;
d.分离出H2O,生成的浓度降低,达新平衡时,v(HCl)降低,故d错误;
故答案为:ac;
(3)a.由图可知,投料比一定时,温度越高HCl的转化率越低,故该反应正反应是放热反应,故a正确;
b.升高温度平衡向逆反应方向移动,平衡常数k降低,故b错误;
c.平衡常数增大应降低温度,平衡向正反应方向移动,改变体积瞬间反应速率降低,此后正反应速率降低、逆反应速率增大,故c错误;
d.平衡常数增大应降低温度,该反应正反应是放热反应,平衡向正反应方向移动,故d正确;
故答案为:ad;
(4)增大一种反应物的浓度,平衡向正反应移动,其它反应物的转化率增大,故投料比n (HCl):n (O2)=2:1到达平衡时HCl的转化率更高,由图象可知,a曲线表示的HCl的转化率更高,故a表示投料比为2:1,b表示投料比为4:1.由图可知,投料比为4:1、温度为40℃时,HCl的转化率为75%,令n (HCl)=4mol、n (O2)=1mol,则参加反应的HCl为4mol×75%=3mol,则:
           4HCl+O2⇌2Cl2+2H2
开始(mol):4    1    0    0
变化(mol):3  0.75  1.5   1.5
平衡(mol):1  0.25  1.5   1.5
故平衡混合物中Cl2的物质的量分数是
1.5mol
1mol+0.25mol+1.5mol+1.5mol
=0.3529,
故答案为:0.3529.
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