近年來,隨著聚酯工業(yè)的快速發(fā)展,氯氣的需求量和氯化氫的產(chǎn)出量也隨之迅速增長.因此,將氯化氫轉(zhuǎn)化為氯氣的技術(shù)成為科學研究的熱點.回答下列問題:
(1)Deacon發(fā)明的直接氧化法可按下列催化過程進行(a,b,c均大于零):
CuCl2(s)═CuCl(s)+12Cl2(g) ΔH1=+akJ?moI-1
CuCl(s)+12O2(g)═CuO(s)+Cl2(g) ΔH2=-bkJ?moI-1
CuO(s)+2HCl(g)═CuCl(s)+H2O(g) ΔH3=-ckJ?moI-1
則Deacon直接氧化法4HCl(g)+O2(g)═2Cl2(g)+2H2O(g)的ΔH=2(a-b-c)kJ/mol2(a-b-c)kJ/mol.
(2)如圖為剛性容器中,進料濃度比c(HCl):c(O2)分別等于1:1、4:1、7:1時進行Deacon直接氧化法的HCl平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的關系:
①上圖中表示進料濃度比c(HCl):c(O2)=4:1的曲線是 bb(填“a”“b”或“c”).
②該反應平衡常數(shù)K(300℃)大于K(400℃)的原因是 該反應正反應為放熱反應,溫度升高,平衡逆向移動,K減小該反應正反應為放熱反應,溫度升高,平衡逆向移動,K減小.
③設HCl初始濃度為c0,根據(jù)進料濃度比c(HCl):c(O2)=1:1的數(shù)據(jù)計算K(400℃)=0.4240.166×0.79c00.4240.166×0.79c0(列出計算式).
(3)在一定溫度和一定投料比的條件下,能增大反應速率且不降低HCl轉(zhuǎn)化率的方法是 增加反應體系壓強、選擇合適的催化劑增加反應體系壓強、選擇合適的催化劑.(寫出2種)
(4)在傳統(tǒng)的電解氯化氫回收氯氣技術(shù)的基礎上,科學家最近采用碳基電極材料設計了一種新的工藝方案,主要包括電化學過程和化學過程,如圖所示.陽極區(qū)的電極反應式為 2HCl(g)-2e-═Cl2(g)+2H+2HCl(g)-2e-═Cl2(g)+2H+.電路中轉(zhuǎn)移4mol電子,需消耗氧氣 22.422.4L(標準狀況).
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【答案】2(a-b-c)kJ/mol;b;該反應正反應為放熱反應,溫度升高,平衡逆向移動,K減?。?div dealflag="1" class="MathJye" mathtag="math">
;增加反應體系壓強、選擇合適的催化劑;2HCl(g)-2e-═Cl2(g)+2H+;22.40
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【解答】
【點評】
聲明:本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書面同意,不得復制發(fā)布。
發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:10引用:1難度:0.5
相似題
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1.CO2的捕集與轉(zhuǎn)化是當今科學研究的重要課題。以CO2、C2H6為原料合成C2H4涉及的主要反應如下:
Ⅰ.CO2(g)+C2H6(g)?C2H4(g)+H2O(g)+CO(g)ΔH=+177kJ?mol-1(主反應)
Ⅱ.C2H6(g)?CH4(g)+H2(g)+C(S)ΔH=+9kJ?mol-1(副反應)
(1)反應Ⅰ的反應歷程可分為如下兩步:
i.C2H6(g)?C2H4(g)+H2(g)ΔH1(反應速率較快)
ii.H2(g)+CO2(g)?H2O(g)+CO(g)ΔH2=+41kJ?mol-1(反應速率較慢)
①ΔH1=
②相比于提高c(C2H6),提高c(CO2)對反應I速率影響更大,其原因是
(2)向恒壓密閉容器中充入CO2和C2H6合成C2H4,選擇不同溫度對相關量的影響如圖所示,工業(yè)生產(chǎn)綜合各方面的因素,反應選擇800℃的原因是
(3)在800℃時,=n(CO2)n(C2H6),充入一定體積的密閉容器中,在有催化劑存在的條件下,只發(fā)生主反應,初始壓強為P,一段時間達到平衡,產(chǎn)物的物質(zhì)的量之和與剩余反應物的物質(zhì)的量之和相等,該溫度下反應的平衡常數(shù)Kp=13
(4)工業(yè)上用甲烷催化法制取乙烯,只發(fā)生如下反應:2CH4?C2H4+2H2ΔH>0,溫度T時,向2L的恒容反應器中充入2mol CH4,僅發(fā)生上述反應,反應過程中CH4的物質(zhì)的量隨時間變化如圖所示。實驗測得v正=k正c2(CH4),v逆=k逆c(C2H4)?c2(H2),k正、k逆為速率常數(shù),只與溫度有關,則T溫度時═k逆k正
(5)我國科學家使用電化學的方法(裝置如圖)用C2H6和CO2合成了C2H4。
①M是電源的
②陽極電極反應式是發(fā)布:2024/12/17 20:30:1組卷:24引用:2難度:0.6 -
2.一定條件下,可逆反應的平衡常數(shù)可以用平衡濃度計算,也可以用平衡分壓代替平衡濃度計算分壓=總壓×物質(zhì)的量分數(shù).在恒溫恒壓條件下,總壓不變,用平衡分壓計算平衡常數(shù)更方便.下列說法不正確的是( ?。?/h2>
發(fā)布:2024/12/21 8:0:2組卷:134引用:1難度:0.7 -
3.工業(yè)上可用“氨催化氧化法”生產(chǎn)NO,以氨氣、氧氣為原料,在Pt-Rh合金催化劑存在下生成NO和副產(chǎn)物N2,兩個競爭反應化學方程式如下:
Ⅰ.4NH3(g)+5O2(g)?4NO(g)+6H2O(g)
Ⅱ.4NH3(g)+3O2(g)?2N2(g)+6H2O(g)
現(xiàn)將1molNH3、1.45molO2充入1L恒容密閉容器中,在上述催化劑作用下反應,相同時間內(nèi)有關生成物物質(zhì)的量隨溫度變化曲線如圖所示。
已知:有效轉(zhuǎn)化率=×100%制備目標物質(zhì)消耗原料的量原料總的轉(zhuǎn)化量
下列說法不正確的是( )發(fā)布:2024/12/17 0:30:2組卷:81引用:5難度:0.5
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