(2011•广州模拟)为妥善处理氯甲烷生产企业的副产物CCl4,以减少其对臭氧层的破坏.化学家研究在催化剂作用下,通过下

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  • 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.