Question

用Cl₂生产某些含氯有机物时会产生副产物HCl。利用反应A，可实现氯的循环利用。反应A：4HCl(g)＋O₂(g) 2Cl₂(g)＋2H₂O(g)。

（1）研究表明反应A通过如下图所示的催化剂循环实现。

反应①为：2HCl(g)＋CuO(s)H₂O(g)＋CuCl₂(g)  ΔH₁

反应②生成1 mol Cl₂(g)的反应热为ΔH₂，则A反应的反应热表示为             。(用ΔH₁和ΔH₂表示)。

（2）反应A中，4mol HCl被氧化，放出115.6kJ的热量，且部分化学键断裂示意图如下：

①H₂O的电子式是            ，反应A的热化学方程式是              。

②断开1 mol H—O键与断开 1 mol H—Cl 键所需能量相差约为          kJ，H₂O中H—O 键比HCl中H—Cl键             （填“强”或“弱”）。

（3）新型RuO₂催化剂对上述HCl转化为Cl₂的总反应具有更好的催化活性。

实验测得在一定压强下，总反应的HCl平衡转化率随温度变化的ɑ_HCl—T曲线如上图所示，若压缩体积使压强增大，画出相应ɑ_HCl—T曲线的示意图，并简要说明理由         。

Answer

（16分）

（1）2ΔH1+2ΔH2

（2）①；4HCl(g)＋O2(g) 2Cl2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－115.6 kJ·mol－1；②31.9；强

（3）

增大压强，平衡向正反应方向移动，αHCl增大，相同温度下HCl的平衡转化率比之前实验的大。

【解析】

试题分析：（1）由图示可知，整个过程为：4HCl+O2=2Cl2+2H2O，反应①为：2HCl（g）+CuO（s）⇌H2O（g）+CuCl2（s）△H1，反应②生成1molCl2（g）的反应热为△H2，则反应热化学方程式为：CuCl2（g）+O2（g）=CuO（s）+Cl2（g）△H2，根据盖斯定律（①+②）×2可得总反应的热化学方程式：4HCl（g）+O2（g）=2Cl2（g）+2H2O（g）△H=2（△H1+△H2），故答案为：2ΔH1+2ΔH2；

（2）①水是共价化合物，氧原子和两个氢原子形成两个共价键，电子式为：，依据反应A中，4mol HCl被氧化，放出115.6kJ的热量，反应的热化学方程式为：4HCl（g）+O2（g）2Cl2（g）+2H2O（g）△H=-115.6 KJ/mol，故答案为：；4HCl（g）+O2（g）2Cl2（g）+2H2O（g）△H=-115.6 KJ/mol；

②焓变=反应物断键吸收热量-生成物形成化学键放出热量，4HCl（g）+O2（g）2Cl2（g）+2H2O（g）△H=-115.6 KJ/mol，4×E（H-Cl）+498-[243×2+4×E（H-O）]=-115.6，得到4×E（H-O）-4×E（H-Cl）=498-486+115.6=127.6，E（H-O）-E（H-Cl）=31.9≈31.9，H2O中H-O键比HCl中H-Cl键强，故答案为：31.9；强；

（3）正反应为气体体积减小的反应，增大压强，平衡向正反应方向移动，相同温度下HCl的平衡转化率比之前实验的大，故压缩体积使压强增大，相应αHCl～T曲线的示意图为

增大压强，平衡向正反应方向移动，αHCl增大，相同温度下HCl的平衡转化率比之前实验的大。

考点：考查了热化学方程式书写、化学平衡及平衡常数影响因素、化学反应速率的计算、电子式的书写、化学键键能和焓变的相关知识。