氯气及其化合物在生产生活中有重要的应用。
(1)可用O2将HCl转化为Cl2:4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)。已知相关化学键的键能如下表所示
化学键 | H-Cl | O=O | Cl – Cl | H-O |
E(kJ·mol-1 | a | b | c | d |
则该反应的△H=______________。(用含a、b、c、d的代数式表示)
(2)氯气是有机合成中的重要试剂,丙烯(CH2=CHCH3)和Cl2在一定条件下发生如下反应: CH2=CHCH3 (g)+Cl2(g) CH2=CHCH2Cl(g)+HCl(g)。一定压强下,该反应在不同温度、不同投料比时,达平衡时Cl2的转化率如图所示(T12< T3)
①该反应的△H______________0(填“>”或“<”)
②下列措施能增大丙烯的平衡转化率的是______________ (填标号)。
A.降低温度 B.减小容器的体积
C.使用新型催化剂 D.从容器中移走氯化氢
③T1时,在容积为5L的密闭容器中充入0.15mol丙烯和0.10 molCl2,10min时达到平衡,则v(Cl2)为______________mol·〔L·min)-1,平衡常数K为______________,保持温度不变,减小投料比,K值将______________ (填“增大”“减小”或“不变”);若起始时向该容器中充入0.30mol丙烯、0.20 molCl2、0.15 mol CH2=CHCH2Cl和0.30 molHCl,判断反应进行的方向并说明理由____________________________。
④上述反应在低于某温度时,CH2=CHCH2Cl的产率快速下降,可能的原因是____________________________。
高三化学综合题中等难度题
氯气及其化合物在生产生活中有重要的应用。
(1)可用O2将HCl转化为Cl2:4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)。已知相关化学键的键能如下表所示
化学键 | H-Cl | O=O | Cl – Cl | H-O |
E(kJ·mol-1 | a | b | c | d |
则该反应的△H=______________。(用含a、b、c、d的代数式表示)
(2)氯气是有机合成中的重要试剂,丙烯(CH2=CHCH3)和Cl2在一定条件下发生如下反应: CH2=CHCH3 (g)+Cl2(g) CH2=CHCH2Cl(g)+HCl(g)。一定压强下,该反应在不同温度、不同投料比时,达平衡时Cl2的转化率如图所示(T12< T3)
①该反应的△H______________0(填“>”或“<”)
②下列措施能增大丙烯的平衡转化率的是______________ (填标号)。
A.降低温度 B.减小容器的体积
C.使用新型催化剂 D.从容器中移走氯化氢
③T1时,在容积为5L的密闭容器中充入0.15mol丙烯和0.10 molCl2,10min时达到平衡,则v(Cl2)为______________mol·〔L·min)-1,平衡常数K为______________,保持温度不变,减小投料比,K值将______________ (填“增大”“减小”或“不变”);若起始时向该容器中充入0.30mol丙烯、0.20 molCl2、0.15 mol CH2=CHCH2Cl和0.30 molHCl,判断反应进行的方向并说明理由____________________________。
④上述反应在低于某温度时,CH2=CHCH2Cl的产率快速下降,可能的原因是____________________________。
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氯气用途广泛,但在使用时,一般会产生氯化氢。工业上可用O2将HCl转化为Cl2,以提高效益,减少污染。反应为:O2+4HCl2Cl2 +2H2O。
完成下列填空:
(1)该反应化学平衡常数K的表达式为___;实验测得P0压强下,HCl平衡转化率α(HCl)随反应温度T的变化如图所示,则正反应是___反应(填“吸热”或者“放热”)。
(2)上述实验中若压缩体积使压强由P0增大至P1,在图中画出P1压强下HCl平衡转化率α(HCl)随反应温度T变化的曲线___,并简要说明理由:___。
(3)该反应在P0、320℃条件下进行,达平衡状态A时,测得容器内n(Cl2)=7.2×10–3mol,则此时容器中的n(HCl)=___mol。
(4)对该反应达到平衡后,以下分析正确的是___(选填编号)。
a.增加n(HCl),对正反应的反应速率影响更大
b.体积不变加入稀有气体,对正反应的反应速率影响更大
c.压强不变加入稀有气体,对逆反应的反应速率影响更大
d.如果平衡常数K值增大,对逆反应的速率影响更大
(5)氯元素能形成多种离子。在水溶液中1molCl-、1molClOx–(x=1,2,3,4)能量的相对大小如图所示,写出B→A+C反应的化学方程式(用离子符号表示)___;若有1.5molB发生反应,转移电子___mol。
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氯气在生产生活中应用广泛。实验室可用MnO2与浓盐酸反应制取,反应原理如下:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
(1)若制得标准状况下11.2 L Cl2,则被氧化的HCl为___________mol。
(2)多余的氯气可用NaOH溶液吸收,反应的离子方程式为__________。
(3)海底蕴藏着丰富的锰结核矿,其主要成分是MnO2。1991年由Allen等人研究,用硫酸淋洗后使用不同的方法可制备纯净的MnO2,其制备过程如下图所示:
①步骤Ⅰ中, 试剂甲必须具有的性质是____________(填序号)。
A.氧化性B.还原性C.酸性
②步骤Ⅲ中,以NaClO3为氧化剂,当生成0.050 mol MnO2时,消耗0.10 mol·L-1的NaClO3溶液200 mL,该反应的离子方程式为___________________________。
(4)用100mL12.0 mol·L-1的浓盐酸与足量MnO2混合后,加热,反应产生的氯气物质的量远远少于0.30 mol,请你分析可能的原因为___________________________。
高三化学填空题困难题查看答案及解析
氯及其化合物在生活和生产中应用广泛。已知:900 K时,4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g) 反应过程能量变化如图所示。该反应是 __________反应(放热还是吸热),有催化剂参与反应过程 ________(填a或b)。
高三化学填空题简单题查看答案及解析
氯及其化合物在生活和生产中应用广泛。
(1)已知:900 K时,4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g),反应自发。
①该反应是放热还是吸热,判断并说明理由___________________________。
②900 K时,体积比为4∶1的HCl和O2在恒温恒容的密闭容器中发生反应,HCl的平衡转化率α(HCl)随压强(p)变化曲线如图。保持其他条件不变,升温到T K(假定反应历程不变),请画出压强在1.5×105~4.5×105Pa范围内,HCl的平衡转化率α(HCl)随压强(p)变化曲线示意图。_____________________
(2)已知:Cl2(g)+2NaOH(aq)===NaCl(aq)+NaClO(aq)+H2O(l) ΔHl=-102 kJ·mol-1
3Cl2(g)+6NaOH(aq)===5NaCl(aq)+NaClO3(aq)+3H2O(l) ΔH2=-422 kJ·mol-1
①写出在溶液中NaClO分解生成NaClO3的热化学方程式:________________________________。
②用过量的冷NaOH溶液吸收氯气,制得NaClO溶液(不含NaClO3),此时ClO-的浓度为c0 mol·L-1;加热时NaClO转化为NaClO3,测得t时刻溶液中ClO-浓度为ct mol·L-1,写出该时刻溶液中Cl-浓度的表达式:c(Cl-)=________________(用c0、ct表示)mol·L-1。
③有研究表明,生成NaClO3的反应分两步进行:
Ⅰ.2ClO-===ClO+ Cl-
Ⅱ.ClO+ClO-===ClO+Cl-
常温下,反应Ⅱ能快速进行,但氯气与NaOH溶液反应很难得到NaClO3,试用碰撞理论解释其原因:______________________________________________________。
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氯化氢直接氧化法制氯气的反应是4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)。刚性容器中,进料浓度比c(HCl):c(O2)分别等于1:1、4:1、7:1时,HCl平衡转化率随温度变化的关系如图所示。下列说法不正确的是( )
A.K(300℃)>K(400℃)
B.增加反应的压强和及时分离出氯气都可以提高氯化氢的转化率
C.当c(HCl):c(O2)进料比过低时,HCl的转化率较低,且不利于分离O2和Cl2
D.若HCl的初始浓度为c,进料比为1:1时,K(500℃)=
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氯化氢直接氧化法制氯气的反应是4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)。刚性容器中,进料浓度比c(HCl):c(O2)分别等于1:1、4:1、7:1时,HCl平衡转化率随温度变化的关系如图所示。下列说法不正确的是( )
A.K(300℃)>K(400℃)
B.增加反应的压强和及时分离出氯气都可以提高氯化氢的转化率
C.当c(HCl):c(O2)进料比过低时,HCl的转化率较低,且不利于分离O2和Cl2
D.若HCl的初始浓度为c,进料比为1:1时,K(500℃)=
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工业上可用O2将HCl转化为Cl2,反应为:O2(g)+4HCl(g) 2Cl2(g)+2H2O(g)。请完成下列填空:
(1)该反应化学平衡常数K的表达式为_____________________;实验测得P0压强下,HCl平衡转化率α(HCl)随反应温度T的变化如图所示,则正反应是_________反应(填“吸热”或者“放热”)。
(2)写出一种能提高HCl转化率的方法___________________。
(3)上述实验中若压缩体积使压强由P0增大至P1,在图中画出P1压强下HCl平衡转化率α(HCl)随反应温度T变化的曲线______,并简要说明理由:_________________。
(4)根据图中信息所示,在P0、320℃条件下进行,达平衡状态A时,测得容器内n(Cl2)=7.2×10–3mol,则此时容器中n(HCl)=_____mol。
(5)氯元素能组成多种化合物,如常见的铵态氮肥,氯化铵溶液呈______性,其原因用离子方程式表示:___________________________。现有一瓶氯化铵、氯化钠和氨水的混合液,经测定溶液呈中性,此时三种离子的关系是:[Na+]+[NH4+]_____[Cl-](填“>”“<”或“=”)。
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氯气是现代工业的重要原料,将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热车点,回答下列问题:
(1)Deacon发明的直接氧化法为:4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)。可按下列催化过程进行:
Ⅰ.CuCl2(s)=CuCl(s)+Cl2(g) ΔH1=+83kJ·mol-1
Ⅱ.CuCl(s)+O2(g)=CuO(s)+Cl2(g) ΔH2=-20kJ·mol-1
Ⅲ.4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g) ΔH3
反应Ⅰ能自发进行的条件是___。利用ΔH1和ΔH2计算ΔH3时,还需要利用反应___的ΔH。
(2)如图为刚性容器中,进料浓度比c(HCl):c(O2)分别等于1:1、4:1、7:1时HCl平衡转化率随温度变化的关系:
可知反应平衡常数K(400℃)__K(500℃)(填“大于”或“小于”)。设容器内初始压强为p0,根据进料浓度比c(HCl):c(O2)=4:1的数据,计算400℃时容器内的平衡压强=___(列出计算式)。按化学计量比进料可以保持反应物高转化率,同时降低产物分离的能耗。进料浓度比c(HCl):c(O2)过低、过高的不利影响分别是___。
(3)已知:氯气与NaOH溶液反应可生成NaClO3。有研究表明,生成NaClO3的反应分两步进行:
Ⅰ.2ClO-=ClO2-+Cl-
Ⅱ.ClO2-+ClO-=ClO3-+Cl-
常温下,反应Ⅱ能快速进行,但氯气与NaOH溶液反应很难得到NaClO3,试用碰撞理论解释其原因:___。
(4)电解NaClO3水溶液可制备NaClO4,写出阳极反应式:___。
高三化学综合题困难题查看答案及解析
氯气是现代工业的重要原料,将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热车点,回答下列问题:
(1)Deacon发明的直接氧化法为:4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)。可按下列催化过程进行:
Ⅰ.CuCl2(s)=CuCl(s)+Cl2(g) ΔH1=+83kJ·mol-1
Ⅱ.CuCl(s)+O2(g)=CuO(s)+Cl2(g) ΔH2=-20kJ·mol-1
Ⅲ.4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g) ΔH3
反应Ⅰ能自发进行的条件是___。利用ΔH1和ΔH2计算ΔH3时,还需要利用反应___的ΔH。
(2)如图为刚性容器中,进料浓度比c(HCl):c(O2)分别等于1:1、4:1、7:1时HCl平衡转化率随温度变化的关系:
可知反应平衡常数K(400℃)__K(500℃)(填“大于”或“小于”)。设容器内初始压强为p0,根据进料浓度比c(HCl):c(O2)=4:1的数据,计算400℃时容器内的平衡压强=___(列出计算式)。按化学计量比进料可以保持反应物高转化率,同时降低产物分离的能耗。进料浓度比c(HCl):c(O2)过低、过高的不利影响分别是___。
(3)已知:氯气与NaOH溶液反应可生成NaClO3。有研究表明,生成NaClO3的反应分两步进行:
Ⅰ.2ClO-=ClO2-+Cl-
Ⅱ.ClO2-+ClO-=ClO3-+Cl-
常温下,反应Ⅱ能快速进行,但氯气与NaOH溶液反应很难得到NaClO3,试用碰撞理论解释其原因:___。
(4)电解NaClO3水溶液可制备NaClO4,写出阳极反应式:___。
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