Question

為妥善處理氯甲烷生產(chǎn)企業(yè)的副產(chǎn)物CCl₄，以減少其對臭氧層的破壞，某化學家在催化條件下，通過反應CCl₄+H₂?CHCl₃+HCl使CCl₄轉化為重要的化工原料氯仿（CHCl₃）．已知CCl₄的沸點為77℃，CHCl₃的沸點為61.2℃．在密閉容器中，該反應達到平衡后．測得如表所示數(shù)據(jù)（不考慮副反應）．

實驗序號	溫度℃	初始c（CCl4）（mol?L-1）	初始c（H2）（mol?L-1）	CCl4的平衡轉化率
l	110	0.8	1.2	a
2	110	l	1	50%
3	100	l	1	b

（1）實驗2中，10h后反應達到平衡，則H₂的平均反應速率為

 

．
（2）實驗3中，b的值

 

 （填序號）．
A．等于50%    B．大于50%      C．小于50%    D．從題給信息無法判斷
（3）根據(jù)題目所給的條件，能否求出a的值？

 

填（“能”或“不能”）．

Answer 1

考點：化學平衡的計算

專題：化學平衡專題

分析：（1）根據(jù)速率概念和不同溫度下的平衡常數(shù)來判斷；
（2）根據(jù)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；
（3）依據(jù)2計算反應的平衡常數(shù)，平衡常數(shù)隨溫度變化，利用化學平衡三段式解釋計算平衡濃度，列式計算平衡常數(shù)計算消耗的四氯化碳得到轉化率．

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H₂的平均反應速率=

0.5mol/L

10h

=0.05mol/（L?h）；
故答案為：0.05mol/（L?h）；
（2）CCl₄+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℃降低到 100℃，平衡正向進行，CCl₄轉化率大于50%，
故選：B；
（3）依據(jù)實驗2中，10h后達到平衡，CCl₄的轉化率為50%，列式計算得到平衡常數(shù)
               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(shù)為

c(HCl)c(CHCl3)

c(H2)c(CCl4)

=

0.5×0.5

0.5×0.5

=1；
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(shù)為

c(HCl)c(CHCl3)

c(H2)c(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%，
故答案為：能．

點評：本題考查化學平衡的計算，側重于化學平衡常數(shù)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，題目難度中等．