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    将1mol氧气和一定量的HCl放入2L的密闭容器中，420℃时，在催化剂作用下发生反应：4HCl+O2  2Cl2+2H2O．5分钟后反应达到平衡，将容器中的混合气体通过过量NaOH溶液，消耗NaOH 2.0mol；再将剩余气体干燥后通过焦性没食子酸的碱性溶液吸收O2，溶液增重19.2g．
    请回答下列问题：
    （1）写出平衡时，混合气体通入NaOH溶液中所发生反应的离子方程式．
    （2）计算0～5分钟时，Cl2的平均生成速率是多少．
    （3）计算平衡时HCl的转化率．
    【答案】分析：混合气体通过过量NaOH溶液，消耗NaOH 2.0mol，根据钠原子守恒可知n（NaCl）+n（NaClO）=0.2mol，再根据氯原子守恒可知原来HCl的物质的量n（HCl）=0.2mol．将剩余气体干燥后通过焦性没食子酸的碱性溶液吸收O2，溶液增重19.2g为反应剩余的氧气的质量．
    （1）为可逆反应，混合气体中有HCl、Cl2等，HCl与NaOH溶液反应，生成氯化钠与水．Cl2与NaOH溶液反应，生成氯化钠、次氯酸钠与水．
    （2）根据剩余氧气的质量，计算出生成的氯气的物质的量，再根据v=计算v（Cl2）．
    （3）根据剩余氧气的质量，计算出参加反应的氯化氢的物质的量，再根据转化率计算．
    解答：解：反应为可逆反应，混合气体中有HCl、Cl2等，混合气体通过过量NaOH溶液，HCl与NaOH溶液反应，生成氯化钠与水．Cl2与NaOH溶液反应，生成氯化钠、次氯酸钠与水．共消耗NaOH 2.0mol，根据钠原子守恒可知n（NaCl）+n（NaClO）=2mol，根据氯原子守恒可知原来HCl的物质的量n（HCl）=2mol．
    将剩余气体干燥后通过焦性没食子酸的碱性溶液吸收O2，溶液增重19.2g为反应剩余的氧气的质量，所以剩余氧气的物质的量为=0.6mol．
    （1）混合气体中有HCl、Cl2等，HCl与NaOH溶液反应，生成氯化钠与水，离子方程式为H++OH-=H2O．
    Cl2与NaOH溶液反应，生成氯化钠、次氯酸钠与水，反应离子方程式为Cl2+OH-=Cl-+ClO-+H2O．
    答：混合气体通入NaOH溶液中所发生反应的离子方程式为H++OH-=H2O；Cl2+OH-=Cl-+ClO-+H2O．
    （2）4HCl+O2  2Cl2+2H2O
    开始（mol）：2    1             0    0
    变化（mol）：1.6  1-0.6=0.4      0.8  0.8  
    所以5分钟内，Cl2的平均生成速率v（Cl2）==0.08 mol?L-1?min-1．
    答：5分钟内，Cl2的平均生成速率0.08 mol?L-1?min-1．
    （3）原来HCl的物质的量n（HCl）=2mol．
    由（2）可知参加反应的氯化氢的物质的量为1.6mol，
    所以氯化氢的转化率为×100%=80%．
    答：氯化氢的转化率为80%．
    点评：考查离子方程式的书写、化学反应速率与平衡的计算，难度中等，关键利用守恒计算原来HCl的物质的量．
    练习册系列答案
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    科目：高中化学 来源： 题型：阅读理解

    （2013?湖州二模）二氧化碳捕集、存储和转化是当今化学研究的热点问题之一，科学家一般利用NaOH溶液或氨水喷淋“捕捉”空气中的CO2，用NaOH溶液“捕捉”空气中的CO2的流程如图1所示．

    （1）下列有关该捕捉过程的叙述正确的有
    AD
    AD

    A．捕捉到的CO2可制备其它化工产品，减少了温室气体排放
    B．“反应分离室”中的反应要吸收大量热
    C．整个过程中，只有一种物质可循环利用
    D．能耗大是该捕捉技术的一大缺点
    （2）一定条件光催化分解CO2发生反应：2CO2（g）2CO（g）+O2（g），该反应的△S
    ＞
    ＞
    0、△H
    ＞
    ＞
    0（填“＞”、“＜”、“=”）
    （3）以CO2与H2为原料还可合成液体燃料甲醇（CH3OH），其反应的化学方程为：CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（g）+H2O（g）△H＜0．
    ①将1mol CO2和3mol H2充入2L的密闭容器中发生上述反应，下列说法正确的是
    BCD
    BCD
    ．
    A．若保持恒温，则达到平衡时反应速率3V正（H2）=V逆（CH3OH）
    B．若为绝热容器，当容器内混合气体的温度恒定时，该反应已达平衡状态
    C．从反应开始至达到平衡的过程中，CO和H2的转化率均相等
    D．保持温度不变，当反应已达平衡时，若向容器中再充入1mol CO2和3mol H2，当达到新平衡时，n（CH3OH）：n（H2）将升高
    ②若其他条件不变，在恒容、温度T1时甲醇的物质的量与时间的图象如图2所示．请补充完成温度为T2（化学平衡常数K（T1）＞K（T2））时甲醇的物质的量随时间变化的示意图．
    ③在一个有催化剂的固定容积的容器中加入1mol CO2，3mol H2，在一定温度下充分反应达到平衡，放出热量为a kJ．若在原来的容器中只加入1mol CH3OH（g）和1mol H2O（g），在相同温度下充分反应，达到平衡时吸收热量为b kJ．则反应CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（g）+H2O（g） 的△H=
    -（a+b）
    -（a+b）
    kJ?mol-1 （用含a、b的代数式表示）．
    （4）在一定温度下以Ag/CeO2-ZnO为催化剂时甲醇与氧气的比例对反应的选择性（选择性越大，表示生成的该物质越多）影响关系如图3所示．则当n（O2）/n（CH3OH）=0.25时，CH3OH与O2发生的主要反应方程式为
    2CH3OH+O2
    催化剂
    △
    2HCHO+2H2O
    2CH3OH+O2
    催化剂
    △
    2HCHO+2H2O
    ．

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    科目：高中化学 来源：2012-2013学年云南省昆明三中、滇池中学高二下学期期末考试化学卷（带解析） 题型：填空题

    （1）O3在水中易分解，一定条件下，O3的浓度减少一半所需的时间（t）如下表所示。

    ①pH增大能加速O3分解，表明对O3分解起催化作用的是_________________。
    ②据表中的递变规律，推测O3在下列条件下分解速率依次增大的顺序为________（填代号）
    a． 40°C、pH=3.0      b． 10°C、pH=4.0       c． 30°C、pH=7.0
    （2）向一容积为2升的密闭容器中充入2molA、0.6molC和一定量的B三种气体，一定条件下发生某种反应。现有两个图像分别对该反应的情况进行描述：
    图1表示各物质的浓度随时间的变化情况，其中t0～t1阶段c（B）未画出；
    图2为反应体系中反应速率随时间变化的情况，且t2、t3、t4各改变一种不同的条件（其中t2改变的条件是加入某种催化剂）；（说明：图1中实线表示反应进程）

    ①你认为t3时改变的条件是       （填写“加压”或“减压”），B的起始物质的量为      mol；
    ②各阶段平衡时对应的平衡常数如下表所示：

    时间段
    		t1～t2
    		t2～t3
    		t3～t4
    		t5～t6
    平衡常数
    		K1
    		K2
    		K3
    		K4
    用“﹥、﹤、＝”符号来表达K1、K2、K3、K4之间的关系                         　写此条件下该反应的热化学方程式                   ________________              
    （3）工业上一般采用CO(g) ＋ 2H2(g)   CH3OH(g)反应合成甲醇。
    下表所列数据是该反应在不同温度下的化学平衡常数的数值：
    温度
    		250℃
    		300℃
    		350℃
    K
    		2.041
    		0.270
    		0.012
    ①某温度下，将1mol CO和4mol H2充入2L的密闭容器中，充分反应达到平衡后，测得c(CO)＝ 0.1 mol／L，则CO的转化率为       ，此时的温度   250℃（填“>”、“<”、“=”）
    ②如下图是甲醇燃料电池（电解质溶液为KOH溶液）的结示意图，则a处通入的是       
    （填“甲醇”或“氧气”），b处电极上发生的电极反应是：                               

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    科目：高中化学 来源：2014届云南省高二下学期期末考试化学卷（解析版） 题型：填空题

    （1）O3在水中易分解，一定条件下，O3的浓度减少一半所需的时间（t）如下表所示。

    ①pH增大能加速O3分解，表明对O3分解起催化作用的是_________________。

    ②据表中的递变规律，推测O3在下列条件下分解速率依次增大的顺序为________（填代号）

    a． 40°C、pH=3.0      b． 10°C、pH=4.0       c． 30°C、pH=7.0

    （2）向一容积为2升的密闭容器中充入2molA、0.6molC和一定量的B三种气体，一定条件下发生某种反应。现有两个图像分别对该反应的情况进行描述：

    图1表示各物质的浓度随时间的变化情况，其中t0～t1阶段c（B）未画出；

    图2为反应体系中反应速率随时间变化的情况，且t2、t3、t4各改变一种不同的条件（其中t2改变的条件是加入某种催化剂）；（说明：图1中实线表示反应进程）

    ①你认为t3时改变的条件是       （填写“加压”或“减压”），B的起始物质的量为      mol；

    ②各阶段平衡时对应的平衡常数如下表所示：

    时间段

    t1～t2

    t2～t3

    t3～t4

    t5～t6

    平衡常数

    K1

    K2

    K3

    K4

    用“﹥、﹤、＝”符号来表达K1、K2、K3、K4之间的关系                         　写此条件下该反应的热化学方程式                   ________________              

    （3）工业上一般采用CO(g) ＋ 2H2(g)   CH3OH(g)反应合成甲醇。

    下表所列数据是该反应在不同温度下的化学平衡常数的数值：

    温度

    250℃

    300℃

    350℃

    K

    2.041

    0.270

    0.012

    ①某温度下，将1mol CO和4mol H2充入2L的密闭容器中，充分反应达到平衡后，测得c(CO)＝ 0.1 mol／L，则CO的转化率为       ，此时的温度   250℃（填“>”、“<”、“=”）

    ②如下图是甲醇燃料电池（电解质溶液为KOH溶液）的结示意图，则a处通入的是       

    （填“甲醇”或“氧气”），b处电极上发生的电极反应是：                               

     

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    科目：高中化学 来源： 题型：阅读理解

    （1）O3在水中易分解，一定条件下，O3的浓度减少一半所需的时间（t）如下表所示。

       t/min  pH

    T/℃

    3.0

    4.0

    5.0

    6.0

    20

    301

    231

    169

    58

    30

    158

    108

    48

    15

    50

    31

    26

    15

    7

    ①pH增大能加速O3分解，表明对O3分解起催化作用的是_________________。

    ②据表中的递变规律，推测O3在下列条件下分解速率依次增大的顺序为________（填代号）

    a． 40°C、pH=3.0      b． 10°C、pH=4.0       c． 30°C、pH=7.0

    （2）向一容积为2升的密闭容器中充入2molA、0.6molC和一定量的B三种气体，一定条件下发生某种反应。现有两个图像分别对该反应的情况进行描述：

    图1表示各物质的浓度随时间的变化情况，其中t0～t1阶段c（B）未画出；

    图2为反应体系中反应速率随时间变化的情况，且t2、t3、t4各改变一种不同的条件（其中t2改变的条件是加入某种催化剂）；（说明：图1中实线表示反应进程）

     


    ①  你认为t3时改变的条件是        （填写“加压”或“减压”），B的起始物质的量为       mol；

    ②各阶段平衡时对应的平衡常数如下表所示：

    时间段

    t1～t2

    t2～t3

    t3～t4

    t5～t6

    平衡常数

    K1

    K2

    K3

    K4

    用“﹥、﹤、＝”符号来表达K1 、K2 、K3 、K4之间的关系                          　写此条件下该反应的热化学方程式                   ________________              

    （3）工业上一般采用CO(g) ＋ 2H2(g)    CH3OH(g)反应合成甲醇。

    下表所列数据是该反应在不同温度下的化学平衡常数的数值：

    温度

    250℃

    300℃

    350℃

    K

    2.041

    0.270

    0.012

    ①某温度下，将1mol CO和4mol H2充入2L的密闭容器中，充分反应达到平衡后，测得c(CO)＝ 0.1 mol／L，则CO的转化率为        ，此时的温度    250℃（填“>”、“<”、“=”）

    ②如下图是甲醇燃料电池（电解质溶液为KOH溶液）的结示意图，则a处通入的是        

    （填“甲醇”或“氧气”），b处电极上发生的电极反应是：                                

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    科目：高中化学 来源：2013年浙江省湖州市高考化学二模试卷（解析版） 题型：解答题

    二氧化碳捕集、存储和转化是当今化学研究的热点问题之一，科学家一般利用NaOH溶液或氨水喷淋“捕捉”空气中的CO2，用NaOH溶液“捕捉”空气中的CO2的流程如图1所示．

    （1）下列有关该捕捉过程的叙述正确的有______
    A．捕捉到的CO2可制备其它化工产品，减少了温室气体排放
    B．“反应分离室”中的反应要吸收大量热
    C．整个过程中，只有一种物质可循环利用
    D．能耗大是该捕捉技术的一大缺点
    （2）一定条件光催化分解CO2发生反应：2CO2（g）2CO（g）+O2（g），该反应的△S______0、△H______0（填“＞”、“＜”、“=”）
    （3）以CO2与H2为原料还可合成液体燃料甲醇（CH3OH），其反应的化学方程为：CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（g）+H2O（g）△H＜0．
    ①将1mol CO2和3mol H2充入2L的密闭容器中发生上述反应，下列说法正确的是______．
    A．若保持恒温，则达到平衡时反应速率3V正（H2）=V逆（CH3OH）
    B．若为绝热容器，当容器内混合气体的温度恒定时，该反应已达平衡状态
    C．从反应开始至达到平衡的过程中，CO和H2的转化率均相等
    D．保持温度不变，当反应已达平衡时，若向容器中再充入1mol CO2和3mol H2，当达到新平衡时，n（CH3OH）：n（H2）将升高
    ②若其他条件不变，在恒容、温度T1时甲醇的物质的量与时间的图象如图2所示．请补充完成温度为T2（化学平衡常数K（T1）＞K（T2））时甲醇的物质的量随时间变化的示意图．
    ③在一个有催化剂的固定容积的容器中加入1mol CO2，3mol H2，在一定温度下充分反应达到平衡，放出热量为a kJ．若在原来的容器中只加入1mol CH3OH（g）和1mol H2O（g），在相同温度下充分反应，达到平衡时吸收热量为b kJ．则反应CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（g）+H2O（g） 的△H=______kJ?mol-1 （用含a、b的代数式表示）．
    （4）在一定温度下以Ag/CeO2-ZnO为催化剂时甲醇与氧气的比例对反应的选择性（选择性越大，表示生成的该物质越多）影响关系如图3所示．则当n（O2）/n（CH3OH）=0.25时，CH3OH与O2发生的主要反应方程式为______

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