【題目】碳酰氯(COC12),俗稱光氣,常溫下為氣體,化學性質(zhì)不穩(wěn)定,遇水迅速水解得到強酸,工業(yè)用途廣泛,是化工制品的重要中間體。

(1)實驗室可利用氧氣與氯仿(CHCl3)反應(yīng)得到光氣和一種氫化物,寫出氧氣與氯仿(CHC13)反應(yīng)的化學反應(yīng)方程式:_____________________________

(2)工業(yè)上,常用CO與氯氣反應(yīng)得到光氣,其熱化學方程式為:CO(g)+Cl2(g)COCl2(g) H=-108 kJ/mol,已知:1 molCl2(g)1molCO(g)化學鍵斷裂分別需要吸收能量243kJ、1072kJ,則1molCOCl2(g)中化學鍵斷裂需要吸收能量________kJ。

(3)光氣的分解反應(yīng)為 COCl2(g)CO(g)+Cl2(g) H=+l08kJ/mol。溫度為T1時,該可逆反應(yīng)在恒容密閉體系中,各物質(zhì)的濃度與時間關(guān)系如下表所示:

濃度/mol L-1

時間/min

COCl2(g)

CO(g)

Cl2(g)

0

0.1300

0.0050

0.0050

5

0.0400

①在5 min 時恰好達到平衡狀態(tài),該反應(yīng)在此溫度下的平衡常數(shù)K=________(精確到小數(shù)點后兩位)。

0~5min 內(nèi),v(COCl2)=_________

③若保持溫度不變,再向容器中充入一定量COCl2 (g),重新達到平衡,此時COCl2 (g)的轉(zhuǎn)化率a(COCl2)_________(填“增大”“減小”或“不變”),試用平衡常數(shù)解釋原因______________________。

④保持其他條件不變,改變反應(yīng)溫度至T2,反應(yīng)重新達到平衡,此時測得c(CO)=0.0850 mol/L,則T1________T2(填“>”、“<”、“=”),理由是________________________________。

【答案】 2CHCl3+O2 =2COC12+2HCl 1423 0.23 0.0180mol/L·min ③減小 改變條件時,Q=中三種物質(zhì)濃度增大倍數(shù)相同,所以此時Q>K,平衡逆向移動,COCl2轉(zhuǎn)化率降低 > 由各物質(zhì)濃度變化可知,平衡逆向移動,由于正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),因此改變的條件是降溫

【解析】1)實驗室可利用氧氣與氯仿(CHC13)反應(yīng)得到光氣和一種氫化物,根據(jù)質(zhì)量守恒定律,該氫化物為氯化氫,氧氣與氯仿(CHC13)反應(yīng)的化學反應(yīng)方程式為2CHCl3+O2 =2COC12+2HCl,故答案為:2CHCl3+O2 =2COC12+2HCl;

2)設(shè)1molCOCl2(g)中化學鍵斷裂需要吸收能量為x kJ,H=反應(yīng)物的鍵能-生成物的鍵能= (243kJ/mol +1072kJ) /mol -x kJ /mol = -108 kJ/mol,解得x=1423 kJ,故答案為:1423;

3 COCl2(g)CO(g)+Cl2(g)

起始(mol/ L0.13 0.005 0.005

反應(yīng) 0.09 0.09 0.09

平衡 0.04 0.095 0.095

此溫度下的平衡常數(shù)K==0.23,故答案為:0.23;

0~5min 內(nèi),v(COCl2)= =0.0180mol/L·min),故答案為:0.0180mol/L·min);

若保持溫度不變,再向容器中充入一定量COC12 (g),相當于增大壓強,Q=中三種物質(zhì)濃度增大倍數(shù)相同,所以此時Q>K,平衡逆向移動,重新達到平衡,此時COC12 (g)的轉(zhuǎn)化率減小,故答案為:減;Q=中三種物質(zhì)濃度增大倍數(shù)相同,所以此時Q>K,平衡逆向移動,COCl2轉(zhuǎn)化率降低;

保持其他條件不變,改變反應(yīng)溫度至T2,反應(yīng)重新達到平衡,此時測得c(CO)=0.0850 mol/L,說明平衡逆向移動,由于該反應(yīng)正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),因此改變反應(yīng)溫度至T2為降低溫度,則T1T2,故答案為:>;由各物質(zhì)濃度變化可知,平衡逆向移動,由于正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),因此改變的條件是降溫。

練習冊系列答案
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