Question

光氣( COCl2)在塑料、制革、制藥等工業(yè)中有許多用途，工業(yè)上采用高溫下CO與C12在活性炭催化下合成。

（1）實驗室中可用氯仿(CHC13)與雙氧水直接反應(yīng)制備光氣，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ；

（2）工業(yè)上利用天然氣(主要成分為CH4)與CO2進行高溫重整制備CO，已知CH4、H2 和CO的燃燒熱(△H)分別為?890.3kJ?mol?1、?285. 8 kJ?mol?1和?283.0 kJ?mol?1，則1molCH4與CO2反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是

（3）COCl2的分解反應(yīng)為COCl2(g)Cl2(g)＋CO(g) △H=＋108kJ·mol－1 。反應(yīng)體系達到平衡后，各物質(zhì)的濃度在不同條件下的變化狀況如下同所示(第10min到14min的COCl2濃度變化曲線未示出)：

①比較第2 min反應(yīng)溫度T（2）與第8min反應(yīng)溫度T（8）的高低：T（2） ____ T（8）(填“<”、“>”或“=”)

②比較反應(yīng)物COCl2在5?6min和15?16 min時平均反應(yīng)速率的大�。簐(5?6)

v(15?16)(填“<”、“>”或“=”)，原因是 。

③計算反應(yīng)在第8 min時的平衡常數(shù)K= ；（列出計算過程，結(jié)果保留兩位小數(shù)）

 

Answer 1

（1） CHCl3＋H2O2HCl＋H2O＋COCl2（3分）（漏寫物質(zhì)0分，配平錯誤扣1分）

（2） CH4（g）+ CO2（g）= 2CO（g）+ 2H2（g）；△H= + 247.3kJ·mol-1（3分）

（熱反應(yīng)方程式2分，反應(yīng)熱1分，漏寫物質(zhì)狀態(tài)扣2分，反應(yīng)熱正負(fù)號寫錯0分）

（3） ①<（2分）；

②> （2分）；在相同溫度時，該反應(yīng)的反應(yīng)物濃度越高，反應(yīng)速率越大（2分）（只寫出濃度或者速率的變化得1分）

③0.23mol·L－1（4分）

COCl2(g) Cl2(g) ＋ CO(g)

平衡濃度（mol/L） 0.04 0.11 0.85 （1分）

K＝＝ ＝0.23 mol·L-1

【解析】

試題分析：（1）實驗室中可用氯仿(CHC13)與雙氧水直接反應(yīng)制備光氣，根據(jù)元素守恒可知產(chǎn)物還應(yīng)有HCl和水，故方程式為CHCl3＋H2O2HCl＋H2O＋COCl2；（2）根據(jù)CH4、H2、和CO的燃燒熱分別寫出燃燒的熱化學(xué)方程式：①O2（g）+2H2（g）=2H2O（L）△H=-571.6kJ?mol-1；②CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（L）△H=-890.3kJ?mol-1；③2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H=-566.03kJ?mol-1，利用蓋斯定律將②-①-③可得：CH4（g）+CO2（g）=2CO（g）+2H2（g）；△H=+247.3 kJ?mol-1。（3）①第8min時反應(yīng)物的濃度比第2min時減小，生成物濃度增大，平衡向正反應(yīng)方向移動．4min瞬間濃度不變，不可能為改變壓強、濃度，應(yīng)是改變溫度，又因為正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，所以T（2）＜T（8）；②在5～6 min和15～16 min時反應(yīng)溫度相同，在相同溫度時，該反應(yīng)的反應(yīng)物濃度越高，反應(yīng)速率越大，但15～16 min時各組分的濃度都小，因此反應(yīng)速率小，即v（5～6）＞v（15～16）；③由圖可知，8min時COCl2的平衡濃度為0.04mol/L，Cl2的平衡濃度為0.11mol/L，CO的平衡濃度為0.085mol/L，故該溫度下K＝＝＝0.23 mol·L-1 。

考點：考查熱化學(xué)方程式、化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡常數(shù)等相關(guān)知識。