解题思路:(1)①因CCl4的沸点为77℃,CHCl3的沸点为61.2℃,所以在110℃或100℃反应时各物质均为气态,其平衡常数K=
c(CHC
l
3
)•c(HCl)
c(CC
l
4
)•c(
H
2
)
;110℃时,由实验2可知反应中各物质的平衡浓度均为0.5mol/L,代入表达式计算得平衡常数;
②实验1和实验2的反应温度相同,所以其平衡常数相同,利用平衡常数相等,可以求出实验1中CCl4的平衡转化率,然后与50%比较;
③根据v=[△c/△t]计算v(H2);
④对于实验3,因温度不同,又不知该反应的热效应,所以无法判断转化率的大小;
(2)氢气浓度越大反应越快,消耗CCl4的百分率变化就越快,相反就比较慢,据此判断;
由图象可知,氢气的浓度为4mol/L,CCl4的平衡转化率和产物中CHCl3的百分含量均得到提高.
(1)①因CCl4的沸点为77℃,CHCl3的沸点为61.2℃,所以在110℃或100℃反应时各物质均为气态,其平衡常数K=
c(CHCl3)•c(HCl)
c(CCl4)•c(H2);
110℃时,实验2中,10h后达到平衡,CCl4的转化率为50%,
CCl4(g)+H2(g)⇌CHCl3(g)+HCl(g),
起始(mol/L):1 1 0 0
变化(mol/L):0.5 0.5 0.5 0.5
平衡(mol/L):0.5 0.5 0.5 0.5
则平衡常数k=[0.5×0.5/0.5×0.5]=1,
故答案为:
c(CHCl3)•c(HCl)
c(CCl4)•c(H2);1;
②实验1中,设平衡时四氯化碳的浓度变化量为amol/L,则:
CCl4(g)+H2(g)⇌CHCl3(g)+HCl(g),
起始(mol/L ) 0.8 1.2 0 0
反应(mol/L ) a a a a
平衡(mol/L) 0.8-a 1.2-a a a
则[a×a
(0.8−a)×(1.2−a)=1,解得a=0.48,则CCl4的转化率为
0.48mol/L/0.8mol/L]×100%=60%>50%,故答案为:大于;
③由②中计算可知,平衡时氢气的浓度变化量为0.5mol/L,则v(H2)=[0.5mol/L/10h]=0.05mol/(L•h),故答案为:0.05mol/(L•h);
④对于实验3,因温度不同,又不知该反应的热效应,所以无法判断转化率的大小,故答案为:D;
(2)①由图象可知,氢气浓度越大反应越快,消耗CCl4的百分率变化就越快,相反就比较慢,所以H2起始浓度为2mol/L时,消耗CCl4的百分率变化曲线是c,
故答案为:c;
②由图象可知,a、b表示氢气的浓度为4mol/L的曲线,CCl4的平衡转化率和产物中CHCl3的百分含量均得到提高,
故答案为:4;从图中可见,4mol/L的a、b曲线比2mol/L的c、d曲线CCl4转化率和产物中CHCl3的百分率的数值均高.
点评:
本题考点: 化学平衡的计算;物质的量或浓度随时间的变化曲线.
考点点评: 本题考查化学平衡计算、化学反应速率计算、化学平衡常数计算与应用、影响化学平衡的因素,难度中等,注意掌握三段式计算与平衡常数的应用.