为妥善处理***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,通过下列反应:CC...
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为妥善处理***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,通过下列反应:CCl4+H2CHCl3 + HCl使CCl4转化为重要的化工原料*仿(CHCl3)。此反应伴随有副反应,会生成CH2Cl2、CH3Cl和CH4 等。已知CCl4的沸点为77℃,CHCl3的沸点为61.2℃。
(1)在密闭容器中,该反应达到平衡状态后,测得如下数据(假设不考虑副反应)。
实验序号 | 温度 /℃ | 初始CCl4的浓度 /(mol • L﹣1) | 初始H2的浓度/(mol • L﹣1) | CCl4的平衡转化率 |
1 | 110 | 0.8 | 1.2 | A |
2 | 110 | 1 | 1 | 50% |
3 | 100 | 1 | 1 | B |
①此反应的化学平衡常数表达式为___________,在110℃时平衡常数为_____________。
②实验1中,CCl4的转化率A____________50%(填”大于”“小于”或”等于”)。
③实验2中,10 h后达到平衡,H2的平均反应速率为________________。
④实验3中,B的值____________(填序号)。
A.等于50% B.大于50%
C.小于50% D.从本题资料无法判断
(2)120℃时,在相同条件的密闭容器中,分别进行H2 的初始浓度为2 mol • L﹣1和4 mol • L﹣1的实验,测得反应消耗CCl4的百分率(x%)和生成物中CHCl3的百分含量(y%)随时间(t)的变化关系如图(图中实线是消耗CCl4的百分率变化曲线,虚线是产物中CHCl3的百分含量变化曲线)。
①在图中的四条线中,表示H2的起始浓度为2mol • L﹣1的实验消耗CCl4的百分率变化曲线是___________(填序号)。
②根据上图曲线,*气的起始浓度为___________mol • L﹣1时,有利于提高CCl4的平衡转化率和产物中CHCl3的百分含量。你判断的依据是___________。
【回答】
【*】(1) 1 ②大于③0.05 mol • L﹣1 • h﹣1 ④D
(2)①c ②4 从图中可见,4 mol • L﹣1的a、b曲线比2 mol • L﹣1的c、d曲线的CCl4的转化率和产物中CHCl3的百分含量的数值都高
【解析】(1)因CCl4的沸点为77℃ ,CHCl3的沸点为61.2℃,所以在110℃或100℃时反应中各物质的状态均为气态,其平衡常数 110℃时,由实验2可知反应中各物质的平衡浓度均为0.5 mol • L﹣1,代入表达式计算得平衡常数为1。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;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)由图像可知,*气的浓度越大反应速率越快,消耗CCl4的百分率变化就越快,相反就比较慢,所以H2的起始浓度为2 mol • L﹣1时,消耗CCl4的百分率变化曲线是c,CCl4的平衡转化率和产物中CHCl3的百分含量均得到提高的是a和b此时*气的浓度为4mol • L﹣1。
知识点:化学平衡单元测试
题型:填空题
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