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)與雙氧水直接反應制備光氣，其反應的化學方程式為                      ；
（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反應的熱化學方程式是                                               
（3）COCl₂的分解反應為COCl₂(g)Cl₂(g)＋CO(g) △H=＋108kJ·mol^－1。反應體系達到平衡后，各物質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反應溫度T（2）與第8min反應溫度T（8）的高低：T（2） ____ T（8）(填“<”、“>”或“=”)
②比較反應物COCl₂在5?6min和15?16 min時平均反應速率的大�。簐(5?6)
          v(15?16)(填“<”、“>”或“=”)，原因是               。
③計算反應在第8 min時的平衡常數(shù)K=          ；（列出計算過程，結果保留兩位小數(shù)）

Answer 1

（1） CHCl₃＋H₂O₂HCl＋H₂O＋COCl₂（3分）（漏寫物質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）
（熱反應方程式2分，反應熱1分，漏寫物質狀態(tài)扣2分，反應熱正負號寫錯0分）
（3） ①<（2分）；
②> （2分）；在相同溫度時，該反應的反應物濃度越高，反應速率越大（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 

試題分析：（1）實驗室中可用氯仿(CHC1₃)與雙氧水直接反應制備光氣，根據(jù)元素守恒可知產(chǎn)物還應有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時反應物的濃度比第2min時減小，生成物濃度增大，平衡向正反應方向移動．4min瞬間濃度不變，不可能為改變壓強、濃度，應是改變溫度，又因為正反應為吸熱反應，所以T（2）＜T（8）；②在5～6 min和15～16 min時反應溫度相同，在相同溫度時，該反應的反應物濃度越高，反應速率越大，但15～16 min時各組分的濃度都小，因此反應速率小，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。