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出量也隨之迅速增長。因此,將氯化氫轉化為氯氣的技術成為科學研究的熱點?;卮鹣铝袉栴}:
(1)Deacon發(fā)明的直接氧化法為:4HCl(g)+O2(g)═2Cl2(g)+2H2O(g)。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HCl平衡轉化率隨溫度變化的關系:
可知反應平衡常數K(300℃) 大于大于K(400℃)(填“大于”或“小于”)。設HCl初始濃度為c0,根據進料濃度比c(HCl):c(O2)=1:1的數據計算K(400℃)=(0.42)2×(0.42)2(1-0.84)4×(1-0.21)c0(0.42)2×(0.42)2(1-0.84)4×(1-0.21)c0(列出計算式)。按化學計量比進料可以保持反應物高轉化率,同時降低產物分離的能耗。進料濃度比c(HCl):c(O2)過低、過高的不利影響分別是 Cl2和O2分離能耗較高、HCl轉化率較低Cl2和O2分離能耗較高、HCl轉化率較低。
(2)Deacon直接氧化法可按下列催化過程進行:
CuCl2(s)═CuCl(s)+12Cl2(g)△H1=+83kJ?mol-1
CuCl(s)+12O2(g)═CuO(s)+12Cl2(g)△H2=-20kJ?mol-1
CuO(s)+2HCl(g)═CuCl2(s)+H2O(g)△H3=-121kJ?mol-1
則4HCl(g)+O2(g)═2Cl2(g)+2H2O(g)的△H=-116-116 kJ?mol-1。
(3)在一定溫度的條件下,進一步提高HCl的轉化率的方法是 增加反應體系的壓強、及時分離出產物增加反應體系的壓強、及時分離出產物。(寫出2種)
(4)在傳統(tǒng)的電解氯化氫回收氯氣技術的基礎上,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:
負極區(qū)發(fā)生的反應有 Fe3++e-═Fe2+、4Fe2++O2+4H+═4Fe3++2H2OFe3++e-═Fe2+、4Fe2++O2+4H+═4Fe3++2H2O(寫反應方程式)。電路中轉移1mol電子,需消耗氧氣 5.65.6L(標準狀況)。
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【答案】大于;;Cl2和O2分離能耗較高、HCl轉化率較低;-116;增加反應體系的壓強、及時分離出產物;Fe3++e-═Fe2+、4Fe2++O2+4H+═4Fe3++2H2O;5.6
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【解答】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:1909難度:0.5
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1.反應 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:59引用:6難度:0.6 -
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發(fā)布:2024/12/30 15:0:1組卷:11難度:0.6 -
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(1)此時A的濃度c(A)=
(2)B的平均反應速率v(B)=
(3)x的值為發(fā)布:2024/12/30 19:0:1組卷:162引用:26難度:0.3
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