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        1. 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(duì)臭氧層的破壞.化學(xué)家研究在催化條件下,通過(guò)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(huì)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(cè)得如下數(shù)據(jù)(假設(shè)不考慮副反應(yīng)).
          實(shí)驗(yàn)序號(hào)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(shí)平衡常數(shù)為______.
          ②實(shí)驗(yàn)1中,CCl4的轉(zhuǎn)化率A______50%(填“大于”、“小于”或“等于”).
          ③實(shí)驗(yàn)2中,10h后達(dá)到平衡,H2的平均反應(yīng)速率為______.在此實(shí)驗(yàn)的平 衡體系中,再加入0.5mol CCl4和1.0mol HCl,平衡將向______方向移動(dòng).
          ④實(shí)驗(yàn)3中,B的值______(選填序號(hào)).
          A.等于50%   B.大于50%   C.小于50%  D.從本題資料,無(wú)法判斷.
          【答案】分析:(1)①先根據(jù)平衡三段式計(jì)算出各物質(zhì)的平衡濃度,再根據(jù)平衡常數(shù)的公式計(jì)算;
          ②先根據(jù)①的平衡常數(shù)利用平衡三段式計(jì)算出各物質(zhì)的平衡濃度,再根據(jù)轉(zhuǎn)化率的公式計(jì)算;
          ③根據(jù)速率概念和不同溫度下的平衡常數(shù)來(lái)判斷;
          ④根據(jù)外界條件對(duì)化學(xué)平衡的影響分析反應(yīng)熱量變化和平衡移動(dòng)來(lái)解答.
          解答:解:(1)①實(shí)驗(yàn)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(jì)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(huì)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(píng):本題考查了化學(xué)平衡常數(shù)的概念分析和計(jì)算應(yīng)用,化學(xué)平衡的三段式計(jì)算,反應(yīng)速率的概念計(jì)算應(yīng)用,題目難度較大.
          練習(xí)冊(cè)系列答案
          相關(guān)習(xí)題

          科目:高中化學(xué) 來(lái)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(guò)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(guò)程中產(chǎn)生的SO2氣體直接排放會(huì)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(gè)重要問(wèn)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(duì)臭氧層的破壞.化學(xué)家研究在催化條件下,通過(guò)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(huì)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(guò)程中的副反應(yīng),在一個(gè)密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng),該反應(yīng)達(dá)到平衡后,測(cè)得下表中的數(shù)據(jù).

          實(shí)驗(yàn)序號(hào) 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(qǐng)回答下列問(wèn)題:
          (1)實(shí)驗(yàn)1中,CCl4的轉(zhuǎn)化率a
          大于
          大于
          50%(填“大于”“小于”“等于”);
          (2)在實(shí)驗(yàn)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(dòng)(填“正”、“逆”或“不移動(dòng)”).
          (3)120℃,在相同條件的密閉容器中,分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)3、4,測(cè)得CCl4的轉(zhuǎn)化率(x)和生成物中CHCl3的體積分?jǐn)?shù)(y)隨時(shí)間(t)的變化關(guān)系如圖(圖中實(shí)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(shí)驗(yàn)中CCl4的轉(zhuǎn)化率(x)變化曲線是
          (選填序號(hào)).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.

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          科目:高中化學(xué) 來(lái)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(duì)臭氧層的破壞.化學(xué)家研究在催化條件下,通過(guò)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(huì)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(cè)得如下數(shù)據(jù)(假設(shè)不考慮副反應(yīng)).
          實(shí)驗(yàn)
          序號(hào)
          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(shí)平衡常數(shù)為
          1
          1

          ②實(shí)驗(yàn)1中,CCl4的轉(zhuǎn)化率A
          大于
          大于
          50%(填“大于”、“小于”或“等于”).
          ③實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(dòng).
          ④實(shí)驗(yàn)3中,B的值
          B
          B
          (選填序號(hào))
          A.等于50% B.大于50%  C.小于50%
          D.從本題資料,無(wú)法判斷.

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          科目:高中化學(xué) 來(lái)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(duì)臭氧層的破壞.化學(xué)家研究在催化劑作用下,通過(guò)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(huì)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(cè)得如下數(shù)據(jù)(假設(shè)不考慮副反應(yīng)).
          實(shí)驗(yàn)序號(hào) 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(shí)平衡常數(shù)為
          1
          1

          ②實(shí)驗(yàn)1中,CCl4的轉(zhuǎn)化率A
          大于
          大于
          50%(填“大于”、“小于”或“等于”).
          ③實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)3中,B的值
          D
          D
          (選填序號(hào)).
          A.等于50%;    B.大于50%
          C.小于50%;        D.從本題資料無(wú)法判斷
          (2)120℃時(shí),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(shí)驗(yàn),測(cè)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(shí)間(t)的變化關(guān)系如圖(圖中實(shí)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(shí)驗(yàn)消耗CCl4的百分率變化曲線是
          c
          c
          (選填序號(hào)).
          ②根據(jù)如圖曲線,氫氣的起始濃度為
          4
          4
           mol/L時(shí),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

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          科目:高中化學(xué) 來(lái)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(qǐng)回答下列問(wèn)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(guò)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(shí)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(duì)臭氧層的破壞.化學(xué)家研究在催化條件下,通過(guò)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(cè)得如下數(shù)據(jù):
          實(shí)驗(yàn)
          序號(hào)
          溫度℃ 初始n(CCl4
          (mol)
          初始n(H2
          (mol)
          平衡時(shí)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(shí)平衡常數(shù)為
          1
          1
          . ②實(shí)驗(yàn)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(shí),K=2.25,大于110℃時(shí)的平衡常數(shù),所以該反應(yīng)為放熱反應(yīng)
          溫度為100℃時(shí),K=2.25,大于110℃時(shí)的平衡常數(shù),所以該反應(yīng)為放熱反應(yīng)

          ④為提高實(shí)驗(yàn)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

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          科目:高中化學(xué) 來(lái)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(duì)臭氧層的破壞.化學(xué)家研究在催化條件下,通過(guò)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(huì)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(cè)得如下數(shù)據(jù)(假設(shè)不考慮副反應(yīng)).
          實(shí)驗(yàn)序號(hào) 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(shí)平衡常數(shù)為
          1
          1

          ②實(shí)驗(yàn)1中,CCl4的轉(zhuǎn)化率A
          大于
          大于
          50%(填“大于”、“小于”或“等于”).
          ③實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(dòng).
          ④實(shí)驗(yàn)3中,B的值
          B
          B
          (選填序號(hào)).
          A.等于50%   B.大于50%   C.小于50%  D.從本題資料,無(wú)法判斷.

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