题目内容

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．化学家研究在催化条件下，通过下列反应，使CCl4转化为重要的化工原料氯仿（CHCl3）．CCl4+H2  CHCl3+HCl    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，该反应在某催化剂下进行10h，测得如下数据（假设不考虑副反应）．
实验序号温度℃初始CCl4浓度初始H2浓度CCl4的转化率
11100.81.2A
21101150%
310011B
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，10h后达到平衡，H2的平均反应速率为______．在此实验的平 衡体系中，再加入0.5mol CCl4和1.0mol HCl，平衡将向______方向移动．
④实验3中，B的值______（选填序号）．
A．等于50%   B．大于50%   C．小于50%  D．从本题资料，无法判断．
【答案】分析：（1）①先根据平衡三段式计算出各物质的平衡浓度，再根据平衡常数的公式计算；
②先根据①的平衡常数利用平衡三段式计算出各物质的平衡浓度，再根据转化率的公式计算；
③根据速率概念和不同温度下的平衡常数来判断；
④根据外界条件对化学平衡的影响分析反应热量变化和平衡移动来解答．
解答：解：（1）①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
反应（mol/L ） 0.5    0.5        0.5      0.5
平衡（mol/L） 0.5     0.5        0.5      0.5
则平衡常数为==1，故答案为：1；
②依据化学平衡的三段式列式计算：设四氯化碳转化的浓度为a
               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
则平衡常数为==1，所以a=0.48mol/L，则CCl4的转化率为×100%=60%＞50%，故答案为：大于；
③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
反应（mol/L ） 0.5       0.5       0.5      0.5
平衡（mol/L） 0.5        0.5       0.5      0.5
则H2的平均反应速率==0.05mol/L?h；
在此实验的平衡体系中，再加入0.5mol CCl4和1.0mol HCl，依据等效平衡，平衡逆向进行，故答案为：0.05mol/L?h；逆反应；
④CCl4+H2 CHCl3+HCl 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℃．反应是熵增加的反应，推断反应是放热反应；所以温度110°C降低到 100°C，平衡正向进行，CCl4转化率大于50%；
故答案为：B．
点评：本题考查了化学平衡常数的概念分析和计算应用，化学平衡的三段式计算，反应速率的概念计算应用，题目难度较大．
练习册系列答案
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Ⅰ工业上铜的冶炼常采取火法熔炼工艺．以辉铜矿（主要成分 Cu2S）为原料，该过程中有如下反应：
2Cu2S（s）+3O2（g）=2Cu2O（s）十2SO2（g）△H=-768.2KJ?mol-1
2Cu2O（s）+Cu2S（s）=6Cu（s）+SO2（g）△H=+116.0KJ?mol-1
反应Cu2S（s）+O2（g）=2Cu（s）+SO2（g）的△H=
-217.4KJ/mol
-217.4KJ/mol
．
在上述工业生产过程中产生的SO2气体直接排放会污染大气．工业上常用氨水吸收SO2，反应的化学方程式为
SO2+2NH3?H2O=（NH4）2SO3+H2O或 SO2+NH3?H2O=NH4HSO3
SO2+2NH3?H2O=（NH4）2SO3+H2O或 SO2+NH3?H2O=NH4HSO3
．
Ⅱ大气污染的另一个重要问题是臭氧层的破坏．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．化学家研究在催化条件下，通过下列反应，使CCl4转化为重要的化工原料氯仿（CHCl3）．CCl4（g）+H2（g） 
催化剂
△
 CHCl3（g）+HCl（g）．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℃．
如果不考虑反应过程中的副反应，在一个密闭容器中发生上述反应，该反应达到平衡后，测得下表中的数据．

实验序号 温度℃ 初始CCl4浓度（mol?L-1） 初始H2浓度（mol?L-1） CCl4的转化率
1 110 0.8 1.2 a
2 110 1 1 50%
3 120 1 2 x
4 120 1 4
请回答下列问题：
（1）实验1中，CCl4的转化率a
大于
大于
50%（填“大于”“小于”“等于”）；
（2）在实验2的平衡体系中，再加入0.5mol?L-1CCl4和1mol?L-1HCl，平衡将向
逆
逆
反应方向移动（填“正”、“逆”或“不移动”）．
（3）120℃，在相同条件的密闭容器中，分别进行实验3、4，测得CCl4的转化率（x）和生成物中CHCl3的体积分数（y）随时间（t）的变化关系如图（图中实线是CCl4转化率变化曲线，虚线是产物中CHCl3的体积分数变化曲线）．

图中的四条线中，表示H2起始浓度为2mol?L-1实验中CCl4的转化率（x）变化曲线是
③
③
（选填序号）．根据上图曲线，氢气的起始浓度为
4mol/L
4mol/L
有利于提高CCl4的平衡转化率．
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．化学家研究在催化条件下，通过下列反应，使CCl4转化为重要的化工原料氯仿（CHCl3）．
CCl4+H2?CHCl3+HCl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，该反应达到平衡后，测得如下数据（假设不考虑副反应）．
实验
序号		 温度℃ 初始CCl4浓度
（mol?L-1）		 初始H2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此反应在110℃时平衡常数为
1
1
．
②实验1中，CCl4的转化率A
大于
大于
50%（填“大于”、“小于”或“等于”）．
③实验2中，10h后达到平衡，H2的平均反应速率为
0.05mol/（L?h）
0.05mol/（L?h）
．在此实验的平衡体系中，再加入0.5mol CCl4和1.0mol HCl，平衡将向
逆反应
逆反应
方向移动．
④实验3中，B的值
B
B
（选填序号）
A．等于50% B．大于50%  C．小于50%
D．从本题资料，无法判断．
（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，通过下列反应：CCl4+H2?CHCl3+HCl使CCl4转化为重要的化工原料氯仿（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浓度（mol/L） 初始H2浓度（mol/L） 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
c(CHCl3)?c(HCl)
c(CCl4)?c(H2)
c(CHCl3)?c(HCl)
c(CCl4)?c(H2)
，在110℃时平衡常数为
1
1
．
②实验1中，CCl4的转化率A
大于
大于
50%（填“大于”、“小于”或“等于”）．
③实验2中，10h后达到平衡，H2的平均反应速率为
0.05mol/（L?h）
0.05mol/（L?h）
．
④实验3中，B的值
D
D
（选填序号）．
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2mol/L和4mol/L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起始浓度为2mol/L的实验消耗CCl4的百分率变化曲线是
c
c
（选填序号）．
②根据如图曲线，氢气的起始浓度为
4
4
 mol/L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
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
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
．
（2011?顺义区二模）甲烷是一种重要的基础化工原料，不仅可制备多种重要有机产品，还可用于环境保护．请回答下列问题：（1）用甲烷催化还原氮的氧化物可消除氮氧化物的污染．已知：

反应过程（2）是
吸热
吸热
反应（填“放热”或“吸热”），甲烷还原NO2生成H2O（g）、N2和CO2时的热化学方程式是
2CH4（g）+4NO2（g）=2CO2（g）+2N2（g）+4H2O（g）△H=-1734kJ/mol
2CH4（g）+4NO2（g）=2CO2（g）+2N2（g）+4H2O（g）△H=-1734kJ/mol
．
（2）工厂利用甲烷与氯气的反应原理制取氯甲烷，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．化学家研究在催化条件下，通过下列反应：
CCl4（g）+H2（g）?CHCl3（g）+HCl（g），使CCl4转化为重要的化工原料氯仿（CHCl3）（不考虑副反应）．
在固定容积为2L的密闭容器中，该反应达到平衡后，测得如下数据：
实验
序号		 温度℃ 初始n（CCl4）
（mol）		 初始n（H2）
（mol）		 平衡时n（CHCl3）
（mol）
1 110 0.8 1.2
2 110 2 2 1
3 100 1 1 0.6
①此反应在110℃时平衡常数为
1
1
． ②实验l中，CCl4的转化率为
60%
60%
．
③判断该反应的正反应是
放热
放热
（填“放热”或“吸热”），理由是
温度为100℃时，K=2.25，大于110℃时的平衡常数，所以该反应为放热反应
温度为100℃时，K=2.25，大于110℃时的平衡常数，所以该反应为放热反应
．
④为提高实验3中CCl4的转化率，可采取的措施是
e
e
．
a．使用高效催化剂              b．向容器中再投入1mol CCl4和1mol H2
c．温度升高到200℃d．向容器中再投入1mol HCl       e．向容器中再投入1mol H2．
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．化学家研究在催化条件下，通过下列反应，使CCl4转化为重要的化工原料氯仿（CHCl3）．CCl4+H2 
催化剂
△
 CHCl3+HCl    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，该反应在某催化剂下进行10h，测得如下数据（假设不考虑副反应）．
实验序号 温度℃ 初始CCl4浓度（mol?L-1） 初始H2浓度（mol?L-1） CCl4的转化率
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
[CHCl3][HCl]
[H2][CCl4]
[CHCl3][HCl]
[H2][CCl4]
，在 110℃时平衡常数为
1
1
．
②实验1中，CCl4的转化率A
大于
大于
50%（填“大于”、“小于”或“等于”）．
③实验2中，10h后达到平衡，H2的平均反应速率为
0.05mol/L?h
0.05mol/L?h
．在此实验的平 衡体系中，再加入0.5mol CCl4和1.0mol HCl，平衡将向
逆反应
逆反应
方向移动．
④实验3中，B的值
B
B
（选填序号）．
A．等于50%  　B．大于50%  　C．小于50%  D．从本题资料，无法判断．

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