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        1. 精英家教網 > 高中化學 > 題目詳情
          為妥善處理氯甲烷生產企業(yè)的副產物CCl4,以減少其對臭氧層的破壞.化學家研究在催化條件下,通過下列反應,使CCl4轉化為重要的化工原料氯仿(CHCl3).
          CCl4+H2?CHCl3+HCl此反應伴隨有副反應,會生成CH2Cl2、CH3Cl和CH4等.已知CCl4的沸點為77℃,CHCl3的沸點為61.2℃
          (1)在密閉容器中,該反應達到平衡后,測得如下數據(假設不考慮副反應).
          實驗
          序號
          溫度℃ 初始CCl4濃度
          (mol?L-1
          初始H2濃度(mol?L-1 CCl4的平衡轉化率
          1 110 0.8 1.2 A
          2 110 1 1 50%
          3 100 1 1 B
          ①此反應在110℃時平衡常數為
          1
          1

          ②實驗1中,CCl4的轉化率A
          大于
          大于
          50%(填“大于”、“小于”或“等于”).
          ③實驗2中,10h后達到平衡,H2的平均反應速率為
          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
          逆反應
          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.
          分析:①先根據平衡三段式計算出各物質的平衡濃度,再根據平衡常數的公式計算;
          ②先根據①的平衡常數利用平衡三段式計算出各物質的平衡濃度,再根據轉化率的公式計算;
          ③根據速率概念和不同溫度下的平衡常數來判斷;
          ④根據外界條件對化學平衡的影響分析反應熱量變化和平衡移動來解答.
          解答:解:①實驗2中,10h后達到平衡,CCl4的轉化率為50%,
                       CCl4(g)+H2(g)?CHCl3(g)+HCl(g),
          起始(mol/L ) 1       1        0          0
          反應(mol/L ) 0.5     0.5      0.5        0.5
          平衡(mol/L) 0.5     0.5       0.5       0.5 
          則平衡常數為
          [CHCl3][HCl]
          [H2][CCl4]
          =
          0.5×0.5
          0.5×0.5
          =1,故答案為:1;
          ②實驗1中,設四氯化碳轉化的濃度為a
                        CCl4(g)+H2(g)?CHCl3(g)+HCl(g),
          起始(mol/L ) 0.8       1.2     0         0
          反應(mol/L ) a         a       a         a 
          平衡(mol/L) 0.8-a      1.2-a    a         a
          則平衡常數為
          [CHCl3][HCl]
          [H2][CCl4]
          =
          a×a
          (0.8-a)(1.2-a)
          =1,所以a=0.48mol/L,則CCl4的轉化率為
          0.48
          0.8
          ×100%=60%>50%,
          故答案為:大于;
          ③實驗2中,10h后達到平衡,CCl4的轉化率為50%
                        CCl4(g)+H2(g)?CHCl3(g)+HCl(g),
          起始(mol/L ) 1         1       0          0
          反應(mol/L ) 0.5       0.5    0.5        0.5
          平衡(mol/L) 0.5        0.5    0.5        0.5 
          則H2的平均反應速率=
          0.5mol/L
          10h
          =0.05mol/(L?h);
          在此實驗的平衡體系中,再加入0.5mol CCl4和1.0mol HCl,則會導致
          [CHCl3][HCl]
          [H2][CCl4]
          增大,大于1,則平衡逆向進行,
          故答案為:0.05mol/(L?h);逆反應;
          ④CCl4+H2
          催化劑
          CHCl3+HCl 此反應能自發(fā)進行,伴隨有副反應,會生成CH2Cl2、CH3Cl和CH4等.已知CCl4的沸點為 77℃,CHCl3的沸點為 61.2℃.反應是熵增加的反應,可知△H-T?△S<0,則反應是放熱反應;所以溫度110°C降低到 100°C,平衡正向進行,CCl4轉化率大于50%;
          故答案為:B.
          點評:本題考查化學平衡的計算,側重于化學平衡常數的概念分析和計算應用,化學平衡的三段式計算,反應速率的概念計算應用,題目難度較大.
          練習冊系列答案
          相關習題

          科目:高中化學 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:
          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Cu2S(s)+O2(g)=2Cu(s)+SO2(g)的△H=
          -217.4KJ/mol
          -217.4KJ/mol

          在上述工業(yè)生產過程中產生的SO2氣體直接排放會污染大氣.工業(yè)上常用氨水吸收SO2,反應的化學方程式為
          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企業(yè)的副產物CCl4,以減少其對臭氧層的破壞.化學家研究在催化條件下,通過下列反應,使CCl4轉化為重要的化工原料氯仿(CHCl3).CCl4(g)+H2(g) 
          催化劑
           CHCl3(g)+HCl(g).此反應伴隨有副反應,會生成CH2Cl2、CH3Cl和CH4等.已知CCl4的沸點為 77℃,CHCl3的沸點為 61.2℃.
          如果不考慮反應過程中的副反應,在一個密閉容器中發(fā)生上述反應,該反應達到平衡后,測得下表中的數據.

          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,分別進行實驗3、4,測得CCl4的轉化率(x)和生成物中CHCl3的體積分數(y)隨時間(t)的變化關系如圖(圖中實線是CCl4轉化率變化曲線,虛線是產物中CHCl3的體積分數變化曲線).

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

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          科目:高中化學 來源: 題型:閱讀理解

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

          ②實驗1中,CCl4的轉化率A
          大于
          大于
          50%(填“大于”、“小于”或“等于”).
          ③實驗2中,10h后達到平衡,H2的平均反應速率為
          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,分別進行H2的初始濃度為2mol/L和4mol/L的實驗,測得反應消耗CCl4的百分率(x%)和生成物中CHCl3的百分含量(y%)隨時間(t)的變化關系如圖(圖中實線是消耗CCl4的百分率變化曲線,虛線是產物中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的平衡轉化率和產物中CHCl3的百分含量.你判斷的依據是
          從圖中可見,4mol/L的a、b曲線比2mol/L的c、d曲線CCl4轉化率和產物中CHCl3的百分率的數值均高
          從圖中可見,4mol/L的a、b曲線比2mol/L的c、d曲線CCl4轉化率和產物中CHCl3的百分率的數值均高

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          科目:高中化學 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化工原料,不僅可制備多種重要有機產品,還可用于環(huán)境保護.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:

          反應過程(2)是
          吸熱
          吸熱
          反應(填“放熱”或“吸熱”),甲烷還原NO2生成H2O(g)、N2和CO2時的熱化學方程式是
          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原理制取氯甲烷,為妥善處理氯甲烷生產企業(yè)的副產物CCl4,以減少其對臭氧層的破壞.化學家研究在催化條件下,通過下列反應:
          CCl4(g)+H2(g)?CHCl3(g)+HCl(g),使CCl4轉化為重要的化工原料氯仿(CHCl3)(不考慮副反應).
          在固定容積為2L的密閉容器中,該反應達到平衡后,測得如下數據:
          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此反應在110℃時平衡常數為
          1
          1
          . ②實驗l中,CCl4的轉化率為
          60%
          60%

          ③判斷該反應的正反應是
          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,所以該反應為放熱反應
          溫度為100℃時,K=2.25,大于110℃時的平衡常數,所以該反應為放熱反應

          ④為提高實驗3中CCl4的轉化率,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 來源: 題型:

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

          ②實驗1中,CCl4的轉化率A
          大于
          大于
          50%(填“大于”、“小于”或“等于”).
          ③實驗2中,10h后達到平衡,H2的平均反應速率為
          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
          逆反應
          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.

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