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(xué)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(guān)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(yīng)平衡常數(shù)K(300℃)大于K(400℃)的原因是 該反應(yīng)正反應(yīng)為放熱反應(yīng),溫度升高,平衡逆向移動,K減小該反應(yīng)正反應(yīng)為放熱反應(yīng),溫度升高,平衡逆向移動,K減小.
③設(shè)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(yīng)速率且不降低HCl轉(zhuǎn)化率的方法是 增加反應(yīng)體系壓強、選擇合適的催化劑增加反應(yīng)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(chǔ)上,科學(xué)家最近采用碳基電極材料設(shè)計了一種新的工藝方案,主要包括電化學(xué)過程和化學(xué)過程,如圖所示.陽極區(qū)的電極反應(yīng)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(yīng)正反應(yīng)為放熱反應(yīng),溫度升高,平衡逆向移動,K減?。?div dealflag="1" class="MathJye" mathtag="math">
;增加反應(yīng)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】
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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.氫氣最早于16世紀被人工制取出來,氫氣是一種清潔能源。
(1)利用光伏電池電解水制H2是氫能的重要來源。已知:H-H鍵、O=O鍵、H-O鍵的鍵能依次為436kJ?mol-1、495kJ?mol-1、463kJ?mol-1。則2H2O(g)═2H2(g)+O2(g)△H=
(2)T1℃時,向5L恒容密閉容器中充入0.5molCH4,只發(fā)生反應(yīng)2CH4(g)?C2H4(g)+2H2(g),達到平衡時,測得c(C2H4)=2c(CH4),CH4的轉(zhuǎn)化率為
(3)CH4分解時幾種氣體的平衡分壓(pPa)的對數(shù)值lgp與溫度的關(guān)系如圖所示。
①T℃時,向一恒容密閉容器中通入一定量的CH4(g)、C2H4(g)和H2(g),只發(fā)生反應(yīng)2CH4(g)?C2H2(g)+3H2(g)ΔH,ΔH
②若只改變一個反應(yīng)條件使Kp變大,則該條件是
A.減小C2H2的濃度
B.升高溫度
C.增大壓強
D.加入合適的催化劑
(4)工業(yè)上,以KNH2和液氨為電解質(zhì),以石墨為電極,電解液氨制備H2。陽極的電極反應(yīng)式為發(fā)布:2025/1/4 8:0:1組卷:9引用:3難度:0.5 -
2.反應(yīng) 4A(g)+5B(g)?4C(g)+6D(g)在 5L 的密閉容器中進行,半分鐘后,C 的物質(zhì)的量增 加了 0.30mol。下列敘述正確的是( ?。?/h2>
發(fā)布:2024/12/30 19:30:2組卷:60引用:6難度:0.6 -
3.將等物質(zhì)的量的A、B混合于2L的密閉容器中,發(fā)生如下反應(yīng):3A(g)+B(g)?xC(g)+2D(g),經(jīng)5min后,測得D的濃度為0.5mol/L,c(A):c(B)=3:5,C的平均反應(yīng)速率為0.1mol/(L?min).求:
(1)此時A的濃度c(A)=
(2)B的平均反應(yīng)速率v(B)=
(3)x的值為發(fā)布:2024/12/30 19:0:1組卷:163引用:26難度:0.3