Cl2合成有机物时会产生副产物HCl.4HCl+O2CuO/CuCl2400℃2Cl2+2H2O，可实现氯的循环利用．完成下列填空：（1）该反应平衡常数的表达式K=c2(Cl2)×c2(H2O)c4(HCl)×c(O2)c2(Cl2)×c2(H2O)c4(HCl)×c(O2)；若反应容器

Question

Cl₂合成有机物时会产生副产物HCl.4HCl+O₂

CuO/CuCl2

400℃

2Cl₂+2H₂O，可实现氯的循环利用．
完成下列填空：
（1）该反应平衡常数的表达式K=

(c2(Cl2)×c2(H2O))/(c4(HCl)×c(O2))

(c2(Cl2)×c2(H2O))/(c4(HCl)×c(O2))

；若反应容器的容积为2L，8min后达到平衡，测得容器内物质由2.5mol减少至2.25mol，则HCl的平均反应速率为______mol/L∙min．
（2）若该反应在体积不变的密闭容器中发生，当反应达平衡时，下列叙述正确的是______．
a．v （HCl）=2v（Cl₂）
b．4v_正（HCl）=v_逆（O₂）
c．又加入1mol O₂，达新平衡时，HCl的转化率增大
d．分离出H₂O，达新平衡时，v_正（HCl）增大
（3）如图是该反应两种投料比[n （HCl）：n （O₂）分别为4：1和2：1]下，反应温度对HCl平衡转化率影响的曲线．下列叙述正确的是______．
a．该反应的正反应是放热反应
b．其他条件不变，升高温度，平衡常数K值增大
c．若平衡常数K值变大，达新平衡前v_逆始终减小
d．若平衡常数K值变大，则平衡向正反应方向移动
（4）投料比为4：1、温度为40℃时，平衡混合物中Cl₂的物质的量分数是______．

Answer 1

（1）4HCl+O₂

CuO/CuCl2

400℃

2Cl₂+2H₂O的平衡常数k=(c2(Cl2)×c2(H2O))/(c4(HCl)×c(O2))；
8min后达到平衡，测得容器内物质由2.5mol减少至2.25mol，则：
4HCl+O₂⇌2Cl₂+2H₂O  物质的量减少△n
4                      1
n（HCl）           2.5mol-2.25mol=0.25mol
故n（HCl）=0.25mol×4=1mol，
故v（HCl）=((1mol)/(2L))/(8min)=0.0625mol/（L•min），
故答案为：(c2(Cl2)×c2(H2O))/(c4(HCl)×c(O2))；0.0625；
（2）a．平衡时不同物质表示的速率之比等于化学计量数之比，故v （HCl）=2v（Cl₂），故a正确；
b．4v_正（HCl）=v_逆（O₂）即v_正（HCl）：v_逆（O₂）=1：4，不等于化学计量数之比4：1，反应未到达平衡，向逆反应进行，故b错误；
c．加入1mol O₂，氧气的浓度，平衡向正反应移动，HCl的转化率增大，故c正确；
d．分离出H₂O，生成的浓度降低，达新平衡时，v_正（HCl）降低，故d错误；
故答案为：ac；
（3）a．由图可知，投料比一定时，温度越高HCl的转化率越低，故该反应正反应是放热反应，故a正确；
b．升高温度平衡向逆反应方向移动，平衡常数k降低，故b错误；
c．平衡常数增大应降低温度，平衡向正反应方向移动，改变体积瞬间反应速率降低，此后正反应速率降低、逆反应速率增大，故c错误；
d．平衡常数增大应降低温度，该反应正反应是放热反应，平衡向正反应方向移动，故d正确；
故答案为：ad；
（4）增大一种反应物的浓度，平衡向正反应移动，其它反应物的转化率增大，故投料比n （HCl）：n （O₂）=2：1到达平衡时HCl的转化率更高，由图象可知，a曲线表示的HCl的转化率更高，故a表示投料比为2：1，b表示投料比为4：1．由图可知，投料比为4：1、温度为40℃时，HCl的转化率为75%，令n （HCl）=4mol、n （O₂）=1mol，则参加反应的HCl为4mol×75%=3mol，则：
           4HCl+O₂⇌2Cl₂+2H₂O 
开始（mol）：4    1    0    0
变化（mol）：3  0.75  1.5   1.5
平衡（mol）：1  0.25  1.5   1.5
故平衡混合物中Cl₂的物质的量分数是(1.5mol)/(1mol+0.25mol+1.5mol+1.5mol)=0.3529，
故答案为：0.3529．