為妥善處理***生產企業的副產物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：CC...

問題詳情：

為妥善處理***生產企業的副產物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+H2CHCl3 + HCl使CCl4轉化為重要的化工原料*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後，測得如下數據(假設不考慮副反應)。

①此反應的化學平衡常數表達式為___________，在110℃時平衡常數為_____________。

②實驗1中，CCl4的轉化率A____________50%(填”大於”“小於”或”等於”)。

③實驗2中，10 h後達到平衡，H2的平均反應速率為________________。

④實驗3中，B的值____________(填序號)。

A.等於50%   B.大於50%

C.小於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2 mol • L﹣1和4 mol • L﹣1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)的變化關係如圖(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的起始濃度為2mol • L﹣1的實驗消耗CCl4的百分率變化曲線是___________(填序號)。

②根據上圖曲線，*氣的起始濃度為___________mol • L﹣1時，有利於提高CCl4的平衡轉化率和產物中CHCl3的百分含量。你判斷的依據是___________。

【回答】

【*】(1)     1  ②大於③0.05 mol • L﹣1 • h﹣1   ④D

(2)①c    ②4    從圖中可見，4 mol • L﹣1的a、b曲線比2 mol • L﹣1的c、d曲線的CCl4的轉化率和產物中CHCl3的百分含量的數值都高

【解析】(1)因CCl4的沸點為77℃ ，CHCl3的沸點為61.2℃，所以在110℃或100℃時反應中各物質的狀態均為氣態，其平衡常數 110℃時，由實驗2可知反應中各物質的平衡濃度均為0.5 mol • L﹣1，代入表達式計算得平衡常數為1。實驗1和實驗2的反應温度相同，所以其平衡常數相同，利用平衡常數相等，可以求出實驗1中CCl4的平衡轉化率，然後與50%比較；對於實驗3，因温度不同，又不知該反應的熱效應，所以無法判斷轉化率的大小。

(2)由圖像可知，*氣的濃度越大反應速率越快，消耗CCl4的百分率變化就越快，相反就比較慢，所以H2的起始濃度為2 mol • L﹣1時，消耗CCl4的百分率變化曲線是c，CCl4的平衡轉化率和產物中CHCl3的百分含量均得到提高的是a和b此時*氣的濃度為4mol • L﹣1。

知識點：化學平衡單元測試

題型：填空題