题目
90 360℃-|||-440℃-|||-x-|||-80 .-|||-A-|||-70-|||-Y(0.19,60)-|||-60-|||-0.06 0.10 0.14 0.18-|||-HCl流速/(mol·h^-1)反应4HCl（g）+O2（g）=2Cl2（g）+2H2O（g） ΔH，可将工业废气中的HCl转化为Cl2，实现氯资源的循环利用。在n起始（HCl）：n起始（O2）=1：1时，将HCl、O2混合气分别以不同流速通过装有催化剂的反应管，不同温度下出口处HCl转化率与HCl流速的关系如图所示。流速低于0.12mol•h-1时HCl转化率可近似为平衡转化率。若仅考虑该反应，下列说法正确的是（ ）A. ΔH＞0B. 减小(n（HCl）)/(n（(O)_{2)）}或选用更高效的催化剂，均能提高X点HCl的平衡转化率C. HCl流速高于0.12mol•h-1时，流速越大，反应速率越快D. 360℃时，当HCl流速为0.19mol•h-1时，每小时约获得4gCl2
反应4HCl（g）+O2（g）=2Cl2（g）+2H2O（g） ΔH，可将工业废气中的HCl转化为Cl2，实现氯资源的循环利用。在n起始（HCl）：n起始（O2）=1：1时，将HCl、O2混合气分别以不同流速通过装有催化剂的反应管，不同温度下出口处HCl转化率与HCl流速的关系如图所示。流速低于0.12mol•h-1时HCl转化率可近似为平衡转化率。若仅考虑该反应，下列说法正确的是（ ）- A. ΔH＞0
- B. 减小$\frac{n（HCl）}{n（{O}_{2}）}$或选用更高效的催化剂，均能提高X点HCl的平衡转化率
- C. HCl流速高于0.12mol•h-1时，流速越大，反应速率越快
- D. 360℃时，当HCl流速为0.19mol•h-1时，每小时约获得4gCl2
题目解答
答案
解：A．由图可知，流速一定时，升高温度，HCl转化率减小，平衡逆向移动，故该反应为放热反应，ΔH＜0，故A错误；
B．减小$\frac{n（HCl）}{n（{O}_{2}）}$，有利于提高HCl的平衡转化率，选用更高效的催化剂，能加快反应速率，但平衡不移动，X点HCl的平衡转化率不变，故B错误；
C．HCl流速高于0.12mol•h-1时，流速越大，反应物反应不充分，反应速率减慢，故C错误；
D．360℃时，当HCl流速为0.19mol•h-1时，HCl的转化率为60%，依据4HCl～2Cl2可知，获得氯气的质量为$\frac{0.19mol/h×1h×60%}{2}$×71g/mol≈4g，故D正确；
故选：D。
B．减小$\frac{n（HCl）}{n（{O}_{2}）}$，有利于提高HCl的平衡转化率，选用更高效的催化剂，能加快反应速率，但平衡不移动，X点HCl的平衡转化率不变，故B错误；
C．HCl流速高于0.12mol•h-1时，流速越大，反应物反应不充分，反应速率减慢，故C错误；
D．360℃时，当HCl流速为0.19mol•h-1时，HCl的转化率为60%，依据4HCl～2Cl2可知，获得氯气的质量为$\frac{0.19mol/h×1h×60%}{2}$×71g/mol≈4g，故D正确；
故选：D。
解析
本题考查化学平衡、反应热力学及化学反应速率的影响因素，需结合图像数据进行综合分析。关键点在于：
- 温度对转化率的影响判断反应的ΔH；
- 平衡转化率与流速的关系理解反应动力学特征；
- 催化剂的作用与化学平衡的关系；
- 化学计量关系计算产物的理论产量。
选项A分析
流速一定时，升高温度，HCl转化率下降，说明平衡逆向移动，反应为放热反应，故ΔH < 0，A错误。
选项B分析
- 减小$\frac{n(\text{HCl})}{n(\text{O}_2)}$相当于增加O₂浓度，平衡正向移动，提高HCl转化率；
- 更高效催化剂仅加快反应速率，不改变平衡转化率，故B错误。
选项C分析
流速高于0.12 mol·h⁻¹时，反应物停留时间不足，转化率低于平衡值，流速越大，反应速率反而可能下降，C错误。
选项D计算
- HCl转化率：360℃时流速为0.19 mol·h⁻¹，对应转化率60%；
- Cl₂物质的量：
$n(\text{Cl}_2) = 0.19 \, \text{mol/h} \times 1 \, \text{h} \times 60\% \times \frac{2}{4} = 0.057 \, \text{mol}$ - Cl₂质量：
$m(\text{Cl}_2) = 0.057 \, \text{mol} \times 71 \, \text{g/mol} \approx 4.04 \, \text{g}$
符合题意“约4g”，D正确。