近年来，随着聚酯工业的快速发展，氯气的需求量和氯化氢的产出量

科目：化学
题型：实验题
难度：中等
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题文

近年来，随着聚酯工业的快速发展，氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。因此，将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。回答下列问题：

（1）Deacon发明的直接氧化法为： $4 H C l (g) + O_{2} (g) = 2 C l_{2} (g) + 2 H_{2} O (g)$ 。下图为刚性容器中，进料浓度比 c(HCl) ∶ $c (O_{2})$ 分别等于1∶1、4∶1、7∶1时HCl平衡转化率随温度变化的关系：

可知反应平衡常数 K（300℃）________ K（400℃）（填"大于"或"小于"）。设HCl初始浓度为 $c_{0}$ ，根据进料浓度比 c(HCl)∶ c(O ₂)=1∶1的数据计算 K（400℃）=________（列出计算式）。按化学计量比进料可以保持反应物高转化率，同时降低产物分离的能耗。进料浓度比 c(HCl)∶ $c (O_{2})$ 过低、过高的不利影响分别是________。

（2）Deacon直接氧化法可按下列催化过程进行：

$C u C l_{2} (s) = C u C l (s) + \frac{1}{2} C l_{2} (g)$ Δ $H_{1} = 83 k J \cdot m o l^{- 1}$

$C u C l (s) + \frac{1}{2} O_{2} (g) = C u O (s) + \frac{1}{2} C l_{2} (g)$ Δ $H_{2} = - 20 k J \cdot m o l^{- 1}$

$C u O (s) + 2 H C l (g) = C u C l_{2} (s) + H_{2} O (g)$ Δ $H_{3} = - 121 k J \cdot m o l^{- 1}$

则 $4 H C l (g) + O_{2} (g) = 2 C l_{2} (g) + 2 H_{2} O (g)$ 的 Δ H=________ $k J \cdot m o l^{- 1}$ 。

（3）在一定温度的条件下，进一步提高HCl的转化率的方法是________。（写出2种）

（4）在传统的电解氯化氢回收氯气技术的基础上，科学家最近采用碳基电极材料设计了一种新的工艺方案，主要包括电化学过程和化学过程，如下图所示：

负极区发生的反应有________（写反应方程式）。电路中转移1 mol电子，需消耗氧气________L（标准状况）

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