Question

【題目】文獻報道：利用氯化氫氧化反應(yīng)一脫水耦合工藝，可用有機氯化工藝的副產(chǎn)品氯化氫為原料制備氯氣，實現(xiàn)氯的循環(huán)利用，原理為4HCl（g）+O2（g）2Cl2（g）+2H2O（g）．將HC1和O2分別以5種物質(zhì)的量比：①1：1 ②2：1 ③4：1 ④6：1 ⑤8：1，向五個容積可變的容器中投料時，反應(yīng)溫度對HCl平衡轉(zhuǎn)化氯影響的曲線如圖．

請回答下列問題：
（1）可以判斷該反應(yīng)已經(jīng)達到化學(xué)平衡的是（填字母）．
A.密閉容器中總壓強不變
B.密閉容器中混合氣體的密度不變
C.v（HCl）=2v（Cl2）
D.密閉容器中氣氣的體積分?jǐn)?shù)不變
（2）d曲線對應(yīng)的投料比是（填比值，從題干中選擇，下同）．有機工業(yè)需要含O2量低的氧氣和氯化氫混合氣體，可控制n（HCl）：n（O2）=制備．
（3）該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式為 ．
（4）若按b曲線對應(yīng)的投料比進行反應(yīng)，且溫度為415℃，反應(yīng)達到平衡時Cl2的體積分?jǐn)?shù)為 ．
（5）用鹽酸作甲醇燃料電池的電解質(zhì)正在成為熱點課題．甲醇可以用一氧化碳與氫氣反應(yīng)生成（催化劑為Cu2O/ZnO）．
已知：2CO（g）+O2（g）═2CO2（g）△H=﹣566kJmol﹣1
CH3OH（g）+ O2（g）═CO2（g）+2H2（g）△H=﹣182.9kJmol﹣1
則 CO（g）+2H2（g）═CH3OH（g）△H= ．
若將生成的CH3OH與鹽酸、氧氣構(gòu)成燃料電池，則燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式為

Answer 1

【答案】
（1）BD
（2）6：1；8：1
（3）
（4）30.8%
（5）﹣100.1KJ/mol；CH3OH+H2O﹣6e﹣=CO2+6H+
【解析】解：（1）4HCl（g）+O2（g）2Cl2（g）+2H2O（g），反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，
A．氣體物質(zhì)的量發(fā)生變化，當(dāng)密閉容器中總壓強不變，說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，故A正確；
B．氣體質(zhì)量不變，體積不變，密閉容器中混合氣體的密度始終不變，故B錯誤；
C．反應(yīng)速率之比等于化學(xué)方程式計量數(shù)之比，為正反應(yīng)速率之比，v（HCl）=2v（Cl2）不能說明正逆反應(yīng)速率相同，不能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，故C錯誤；
D．密閉容器中氣氣的體積分?jǐn)?shù)不變是平衡標(biāo)志，故D正確；
所以答案是：BD；
（2.）在其他條件不變時，O2的量越大，HCl的轉(zhuǎn)化率越大，由此可確定a為1：1，b為2：1，c為4：1，d為6：1，e為8：1，有機工業(yè)需要含O2量低的氧氣和氯化氫混合氣體，可控制n（HCl）：n（O2）=8：1，
所以答案是：6：1；8：1；
（3.）4HCl（g）+O2（g）2Cl2（g）+2H2O（g），反應(yīng)的平衡常數(shù)K= ，
所以答案是： ；
（4.）由圖可讀出投料比為2：1、溫度為415℃時，HCl的轉(zhuǎn)化率為80%，設(shè)投入的HCl為2 mol，O2為1 mol，由此可建立三段式：

	4HCl	+	O2	=	2Cl2	+	2H2O
n（起始）/mol	2		1		0		0
n（轉(zhuǎn)化）/mol	1.6		0.4		0.8		0.8
n（平恒）/mol	0.4		0.6		0.8		0.8

計算平衡混合氣中Cl2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)= ×100%=30.8%，
所以答案是：30.8%；
（5.）①2CO（g）+O2（g）═2CO2（g）△H=﹣566kJmol﹣1
②CH3OH（g）+ O2（g）═CO2（g）+2H2（g）△H=﹣182.9kJmol﹣1
則 依據(jù)蓋斯定律計算（①﹣②×2）× 得到熱化學(xué)方程式為：CO（g）+2H2（g）═CH3OH（g）△H=﹣100.1KJ/mol，
若將生成的CH3OH與鹽酸、氧氣構(gòu)成燃料電池，則燃料電池的負(fù)極反應(yīng)為甲醇燃燒失電子生成二氧化碳；負(fù)極電極反應(yīng)為：CH3OH+H2O﹣6e﹣=CO2+6H+ ，
所以答案是：﹣100.1KJ/mol；CH3OH+H2O﹣6e﹣=CO2+6H+；
【考點精析】通過靈活運用化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷和化學(xué)平衡的計算，掌握狀態(tài)判斷：①v(B耗)=v(B生)②v(C耗):v(D生)=x : y③c(C)、C%、n(C)%等不變④若A、B、C、D為氣體，且m+n≠x+y，壓強恒定⑤體系顏色不變⑥單位時間內(nèi)某物質(zhì)內(nèi)化學(xué)鍵的斷裂量等于形成量⑦體系平均式量恒定（m+n ≠ x+y）等；反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率=轉(zhuǎn)化濃度÷起始濃度×100%=轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量÷起始物質(zhì)的量×100%；產(chǎn)品的產(chǎn)率=實際生成產(chǎn)物的物質(zhì)的量÷理論上可得到產(chǎn)物的物質(zhì)的量×100%即可以解答此題．