Question

【題目】工業(yè)上可用O2將HCl轉(zhuǎn)化為Cl2，反應(yīng)為：O2(g)+4HCl(g) 2Cl2(g)+2H2O(g)。請(qǐng)完成下列填空：

(1)該反應(yīng)化學(xué)平衡常數(shù)K的表達(dá)式為_____________________；實(shí)驗(yàn)測(cè)得P0壓強(qiáng)下，HCl平衡轉(zhuǎn)化率α(HCl)隨反應(yīng)溫度T的變化如圖所示，則正反應(yīng)是_________反應(yīng)(填“吸熱”或者“放熱”)。

(2)寫(xiě)出一種能提高HCl轉(zhuǎn)化率的方法___________________。

(3)上述實(shí)驗(yàn)中若壓縮體積使壓強(qiáng)由P0增大至P1，在圖中畫(huà)出P1壓強(qiáng)下HCl平衡轉(zhuǎn)化率α(HCl)隨反應(yīng)溫度T變化的曲線______，并簡(jiǎn)要說(shuō)明理由：_________________。

(4)根據(jù)圖中信息所示，在P0、320℃條件下進(jìn)行，達(dá)平衡狀態(tài)A時(shí)，測(cè)得容器內(nèi)n(Cl2)=7.2×10–3mol，則此時(shí)容器中n(HCl)=_____mol。

(5)氯元素能組成多種化合物，如常見(jiàn)的銨態(tài)氮肥，氯化銨溶液呈______性，其原因用離子方程式表示：___________________________�，F(xiàn)有一瓶氯化銨、氯化鈉和氨水的混合液,經(jīng)測(cè)定溶液呈中性,此時(shí)三種離子的關(guān)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(qiáng)，平衡右移，HCl轉(zhuǎn)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(dòng)，據(jù)此判斷。(2)可利用平衡移動(dòng)的方法增大轉(zhuǎn)化率。(3)正反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，相同溫度下HCl的平衡轉(zhuǎn)化率比之前實(shí)驗(yàn)的大。(4)根據(jù)化學(xué)計(jì)量數(shù)中HCl與Cl2的關(guān)系，可算出狀態(tài)A時(shí)HCl的變化量，再根據(jù)此時(shí)HCl的轉(zhuǎn)化率可算出狀態(tài)A時(shí)HCl的物質(zhì)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(guān)系一般是電荷、物料、質(zhì)子三個(gè)守恒。

(1)化學(xué)平衡常數(shù)，是指在一定溫度下，可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)各生成物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次冪的乘積除以各反應(yīng)物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次冪的乘積所得的比值，根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)的概念可以寫(xiě)出其表達(dá)式為；由圖可知，溫度升高，HCl的轉(zhuǎn)化率下降，說(shuō)明平衡逆向移動(dòng)，說(shuō)明逆向是吸熱，所以正反應(yīng)是放熱反應(yīng)。

(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(dòng)，提高HCl的轉(zhuǎn)化率。

(3)正反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，相同溫度下HCl的平衡轉(zhuǎn)化率比之前實(shí)驗(yàn)的大，所以P1壓強(qiáng)下曲線在P0壓強(qiáng)下曲線的上方（變化趨勢(shì)與P0壓強(qiáng)下曲線一致，都是溫度越高，轉(zhuǎn)化率越�。�。

(4)根據(jù)反應(yīng)方程式可知，HCl與Cl2的物質(zhì)的量的變化量的關(guān)系為4:2，所以HCl的變化的物質(zhì)的量為2n(Cl2)=1.44×10–2mol，由圖可知此時(shí)HCl的轉(zhuǎn)化率為85%，所以反應(yīng)前HCl的起始物質(zhì)的量為 ，所以此時(shí)HCl的物質(zhì)的量為mol= 2.54×10–3mol。

(5)因?yàn)殇@離子水解：NH4++H2ONH3H2O+H+，所以溶液顯酸性；題目所給出的關(guān)系牽涉到的都是離子，所以可寫(xiě)出電荷守恒表達(dá)式c(NH4+)+c(Na+)+c(H+)= c(Cl-)+c(OH-)，又因?yàn)槿芤撼手行裕�所�?/span>c(NH4+)+c(Na+)=c(Cl-)。