為妥善處理氯甲烷生產(chǎn)企業(yè)的副產(chǎn)物CCl4,以減少其對臭氧層的破壞.化學(xué)家研究在催化條件下,通過下列反應(yīng),使CCl4轉(zhuǎn)化為重要的化工原料氯仿(CHCl3).CCl4+H2  CHCl3+HCl    此反應(yīng)伴隨有副反應(yīng),會生成CH2Cl2、CH3Cl和CH4等.已知CCl4的沸點(diǎn)為 77℃,CHCl3的沸點(diǎn)為 61.2℃.
(1)在密閉容器中,該反應(yīng)在某催化劑下進(jìn)行10h,測得如下數(shù)據(jù)(假設(shè)不考慮副反應(yīng)).
實驗序號溫度℃初始CCl4濃度初始H2濃度CCl4的轉(zhuǎn)化率
11100.81.2A
21101150%
310011B
①此反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為______,在 110℃時平衡常數(shù)為______.
②實驗1中,CCl4的轉(zhuǎn)化率A______50%(填“大于”、“小于”或“等于”).
③實驗2中,10h后達(dá)到平衡,H2的平均反應(yīng)速率為______.在此實驗的平 衡體系中,再加入0.5mol CCl4和1.0mol HCl,平衡將向______方向移動.
④實驗3中,B的值______(選填序號).
A.等于50%   B.大于50%   C.小于50%  D.從本題資料,無法判斷.
【答案】分析:(1)①先根據(jù)平衡三段式計算出各物質(zhì)的平衡濃度,再根據(jù)平衡常數(shù)的公式計算;
②先根據(jù)①的平衡常數(shù)利用平衡三段式計算出各物質(zhì)的平衡濃度,再根據(jù)轉(zhuǎn)化率的公式計算;
③根據(jù)速率概念和不同溫度下的平衡常數(shù)來判斷;
④根據(jù)外界條件對化學(xué)平衡的影響分析反應(yīng)熱量變化和平衡移動來解答.
解答:解:(1)①實驗2中,10h后達(dá)到平衡,CCl4的轉(zhuǎn)化率為50%
              CCl4(g)+H2(g)?CHCl3(g)+HCl(g),
起始(mol/L ) 1       1         0          0
反應(yīng)(mol/L ) 0.5    0.5        0.5      0.5
平衡(mol/L) 0.5     0.5        0.5      0.5
則平衡常數(shù)為==1,故答案為:1;
②依據(jù)化學(xué)平衡的三段式列式計算:設(shè)四氯化碳轉(zhuǎn)化的濃度為a
               CCl4(g)+H2(g)?CHCl3(g)+HCl(g),
起始(mol/L ) 0.8       1.2       0           0
反應(yīng)(mol/L ) a          a         a          a
平衡(mol/L) 0.8-a      1.2-a      a          a
則平衡常數(shù)為==1,所以a=0.48mol/L,則CCl4的轉(zhuǎn)化率為×100%=60%>50%,故答案為:大于;
③實驗2中,10h后達(dá)到平衡,CCl4的轉(zhuǎn)化率為50%
               CCl4(g)+H2(g)?CHCl3(g)+HCl(g),
起始(mol/L ) 1         1         0         0
反應(yīng)(mol/L ) 0.5       0.5       0.5      0.5
平衡(mol/L) 0.5        0.5       0.5      0.5
則H2的平均反應(yīng)速率==0.05mol/L?h;
在此實驗的平衡體系中,再加入0.5mol CCl4和1.0mol HCl,依據(jù)等效平衡,平衡逆向進(jìn)行,故答案為:0.05mol/L?h;逆反應(yīng);
④CCl4+H2 CHCl3+HCl 此反應(yīng)伴隨有副反應(yīng),會生成CH2Cl2、CH3Cl和CH4等.已知CCl4的沸點(diǎn)為 77℃,CHCl3的沸點(diǎn)為 61.2℃.反應(yīng)是熵增加的反應(yīng),推斷反應(yīng)是放熱反應(yīng);所以溫度110°C降低到 100°C,平衡正向進(jìn)行,CCl4轉(zhuǎn)化率大于50%;
故答案為:B.
點(diǎn)評:本題考查了化學(xué)平衡常數(shù)的概念分析和計算應(yīng)用,化學(xué)平衡的三段式計算,反應(yīng)速率的概念計算應(yīng)用,題目難度較大.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:閱讀理解

Ⅰ工業(yè)上銅的冶煉常采取火法熔煉工藝.以輝銅礦(主要成分 Cu2S)為原料,該過程中有如下反應(yīng):
2Cu2S(s)+3O2(g)=2Cu2O(s)十2SO2(g)△H=-768.2KJ?mol-1
2Cu2O(s)+Cu2S(s)=6Cu(s)+SO2(g)△H=+116.0KJ?mol-1
反應(yīng)Cu2S(s)+O2(g)=2Cu(s)+SO2(g)的△H=
-217.4KJ/mol
-217.4KJ/mol

在上述工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的SO2氣體直接排放會污染大氣.工業(yè)上常用氨水吸收SO2,反應(yīng)的化學(xué)方程式為
SO2+2NH3?H2O=(NH42SO3+H2O或 SO2+NH3?H2O=NH4HSO3
SO2+2NH3?H2O=(NH42SO3+H2O或 SO2+NH3?H2O=NH4HSO3

Ⅱ大氣污染的另一個重要問題是臭氧層的破壞.為妥善處理氯甲烷生產(chǎn)企業(yè)的副產(chǎn)物CCl4,以減少其對臭氧層的破壞.化學(xué)家研究在催化條件下,通過下列反應(yīng),使CCl4轉(zhuǎn)化為重要的化工原料氯仿(CHCl3).CCl4(g)+H2(g) 
催化劑
 CHCl3(g)+HCl(g).此反應(yīng)伴隨有副反應(yīng),會生成CH2Cl2、CH3Cl和CH4等.已知CCl4的沸點(diǎn)為 77℃,CHCl3的沸點(diǎn)為 61.2℃.
如果不考慮反應(yīng)過程中的副反應(yīng),在一個密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng),該反應(yīng)達(dá)到平衡后,測得下表中的數(shù)據(jù).

實驗序號 溫度℃ 初始CCl4濃度(mol?L-1 初始H2濃度(mol?L-1 CCl4的轉(zhuǎn)化率
1 110 0.8 1.2 a
2 110 1 1 50%
3 120 1 2 x
4 120 1 4
請回答下列問題:
(1)實驗1中,CCl4的轉(zhuǎn)化率a
大于
大于
50%(填“大于”“小于”“等于”);
(2)在實驗2的平衡體系中,再加入0.5mol?L-1CCl4和1mol?L-1HCl,平衡將向
反應(yīng)方向移動(填“正”、“逆”或“不移動”).
(3)120℃,在相同條件的密閉容器中,分別進(jìn)行實驗3、4,測得CCl4的轉(zhuǎn)化率(x)和生成物中CHCl3的體積分?jǐn)?shù)(y)隨時間(t)的變化關(guān)系如圖(圖中實線是CCl4轉(zhuǎn)化率變化曲線,虛線是產(chǎn)物中CHCl3的體積分?jǐn)?shù)變化曲線).

圖中的四條線中,表示H2起始濃度為2mol?L-1實驗中CCl4的轉(zhuǎn)化率(x)變化曲線是
(選填序號).根據(jù)上圖曲線,氫氣的起始濃度為
4mol/L
4mol/L
有利于提高CCl4的平衡轉(zhuǎn)化率.

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

為妥善處理氯甲烷生產(chǎn)企業(yè)的副產(chǎn)物CCl4,以減少其對臭氧層的破壞.化學(xué)家研究在催化條件下,通過下列反應(yīng),使CCl4轉(zhuǎn)化為重要的化工原料氯仿(CHCl3).
CCl4+H2?CHCl3+HCl此反應(yīng)伴隨有副反應(yīng),會生成CH2Cl2、CH3Cl和CH4等.已知CCl4的沸點(diǎn)為77℃,CHCl3的沸點(diǎn)為61.2℃
(1)在密閉容器中,該反應(yīng)達(dá)到平衡后,測得如下數(shù)據(jù)(假設(shè)不考慮副反應(yīng)).
實驗
序號
溫度℃ 初始CCl4濃度
(mol?L-1
初始H2濃度(mol?L-1 CCl4的平衡轉(zhuǎn)化率
1 110 0.8 1.2 A
2 110 1 1 50%
3 100 1 1 B
①此反應(yīng)在110℃時平衡常數(shù)為
1
1

②實驗1中,CCl4的轉(zhuǎn)化率A
大于
大于
50%(填“大于”、“小于”或“等于”).
③實驗2中,10h后達(dá)到平衡,H2的平均反應(yīng)速率為
0.05mol/(L?h)
0.05mol/(L?h)
.在此實驗的平衡體系中,再加入0.5mol CCl4和1.0mol HCl,平衡將向
逆反應(yīng)
逆反應(yīng)
方向移動.
④實驗3中,B的值
B
B
(選填序號)
A.等于50% B.大于50%  C.小于50%
D.從本題資料,無法判斷.

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:閱讀理解

(2011?廣州模擬)為妥善處理氯甲烷生產(chǎn)企業(yè)的副產(chǎn)物CCl4,以減少其對臭氧層的破壞.化學(xué)家研究在催化劑作用下,通過下列反應(yīng):CCl4+H2?CHCl3+HCl使CCl4轉(zhuǎn)化為重要的化工原料氯仿(CHCl3).此反應(yīng)伴隨有副反應(yīng),會生成CH2Cl2、CH3Cl和CH4等.已知CCl4的沸點(diǎn)為77℃,CHCl3的沸點(diǎn)為61.2℃.
(1)在密閉容器中,該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)后,測得如下數(shù)據(jù)(假設(shè)不考慮副反應(yīng)).
實驗序號 溫度℃ 初始CCl4濃度(mol/L) 初始H2濃度(mol/L) CCl4的平衡轉(zhuǎn)化率
1 110 0.8 1.2 A
2 110 1 1 50%
3 100 1 1 B
①此反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為
c(CHCl3)?c(HCl)
c(CCl4)?c(H2)
c(CHCl3)?c(HCl)
c(CCl4)?c(H2)
,在110℃時平衡常數(shù)為
1
1

②實驗1中,CCl4的轉(zhuǎn)化率A
大于
大于
50%(填“大于”、“小于”或“等于”).
③實驗2中,10h后達(dá)到平衡,H2的平均反應(yīng)速率為
0.05mol/(L?h)
0.05mol/(L?h)

④實驗3中,B的值
D
D
(選填序號).
A.等于50%;    B.大于50%
C.小于50%;        D.從本題資料無法判斷
(2)120℃時,在相同條件的密閉容器中,分別進(jìn)行H2的初始濃度為2mol/L和4mol/L的實驗,測得反應(yīng)消耗CCl4的百分率(x%)和生成物中CHCl3的百分含量(y%)隨時間(t)的變化關(guān)系如圖(圖中實線是消耗CCl4的百分率變化曲線,虛線是產(chǎn)物中CHCl3的百分含量變化曲線).
①在圖中的四條線中,表示H2起始濃度為2mol/L的實驗消耗CCl4的百分率變化曲線是
c
c
(選填序號).
②根據(jù)如圖曲線,氫氣的起始濃度為
4
4
 mol/L時,有利于提高CCl4的平衡轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)物中CHCl3的百分含量.你判斷的依據(jù)是
從圖中可見,4mol/L的a、b曲線比2mol/L的c、d曲線CCl4轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)物中CHCl3的百分率的數(shù)值均高
從圖中可見,4mol/L的a、b曲線比2mol/L的c、d曲線CCl4轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)物中CHCl3的百分率的數(shù)值均高

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:閱讀理解

(2011?順義區(qū)二模)甲烷是一種重要的基礎(chǔ)化工原料,不僅可制備多種重要有機(jī)產(chǎn)品,還可用于環(huán)境保護(hù).請回答下列問題:(1)用甲烷催化還原氮的氧化物可消除氮氧化物的污染.已知:

反應(yīng)過程(2)是
吸熱
吸熱
反應(yīng)(填“放熱”或“吸熱”),甲烷還原NO2生成H2O(g)、N2和CO2時的熱化學(xué)方程式是
2CH4(g)+4NO2(g)=2CO2(g)+2N2(g)+4H2O(g)△H=-1734kJ/mol
2CH4(g)+4NO2(g)=2CO2(g)+2N2(g)+4H2O(g)△H=-1734kJ/mol

(2)工廠利用甲烷與氯氣的反應(yīng)原理制取氯甲烷,為妥善處理氯甲烷生產(chǎn)企業(yè)的副產(chǎn)物CCl4,以減少其對臭氧層的破壞.化學(xué)家研究在催化條件下,通過下列反應(yīng):
CCl4(g)+H2(g)?CHCl3(g)+HCl(g),使CCl4轉(zhuǎn)化為重要的化工原料氯仿(CHCl3)(不考慮副反應(yīng)).
在固定容積為2L的密閉容器中,該反應(yīng)達(dá)到平衡后,測得如下數(shù)據(jù):
實驗
序號
溫度℃ 初始n(CCl4
(mol)
初始n(H2
(mol)
平衡時n(CHCl3
(mol)
1 110 0.8 1.2
2 110 2 2 1
3 100 1 1 0.6
①此反應(yīng)在110℃時平衡常數(shù)為
1
1
. ②實驗l中,CCl4的轉(zhuǎn)化率為
60%
60%

③判斷該反應(yīng)的正反應(yīng)是
放熱
放熱
(填“放熱”或“吸熱”),理由是
溫度為100℃時,K=2.25,大于110℃時的平衡常數(shù),所以該反應(yīng)為放熱反應(yīng)
溫度為100℃時,K=2.25,大于110℃時的平衡常數(shù),所以該反應(yīng)為放熱反應(yīng)

④為提高實驗3中CCl4的轉(zhuǎn)化率,可采取的措施是
e
e

a.使用高效催化劑              b.向容器中再投入1mol CCl4和1mol H2
c.溫度升高到200℃d.向容器中再投入1mol HCl       e.向容器中再投入1mol H2

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

為妥善處理氯甲烷生產(chǎn)企業(yè)的副產(chǎn)物CCl4,以減少其對臭氧層的破壞.化學(xué)家研究在催化條件下,通過下列反應(yīng),使CCl4轉(zhuǎn)化為重要的化工原料氯仿(CHCl3).CCl4+H2 
催化劑
 CHCl3+HCl    此反應(yīng)伴隨有副反應(yīng),會生成CH2Cl2、CH3Cl和CH4等.已知CCl4的沸點(diǎn)為 77℃,CHCl3的沸點(diǎn)為 61.2℃.
(1)在密閉容器中,該反應(yīng)在某催化劑下進(jìn)行10h,測得如下數(shù)據(jù)(假設(shè)不考慮副反應(yīng)).
實驗序號 溫度℃ 初始CCl4濃度(mol?L-1 初始H2濃度(mol?L-1 CCl4的轉(zhuǎn)化率
1 110 0.8 1.2 A
2 110 1 1 50%
3 100 1 1 B
①此反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為
[CHCl3][HCl]
[H2][CCl4]
[CHCl3][HCl]
[H2][CCl4]
,在 110℃時平衡常數(shù)為
1
1

②實驗1中,CCl4的轉(zhuǎn)化率A
大于
大于
50%(填“大于”、“小于”或“等于”).
③實驗2中,10h后達(dá)到平衡,H2的平均反應(yīng)速率為
0.05mol/L?h
0.05mol/L?h
.在此實驗的平 衡體系中,再加入0.5mol CCl4和1.0mol HCl,平衡將向
逆反應(yīng)
逆反應(yīng)
方向移動.
④實驗3中,B的值
B
B
(選填序號).
A.等于50%   B.大于50%   C.小于50%  D.從本題資料,無法判斷.

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案