Question

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，某化学家在催化条件下，通过反应CCl₄+H₂?CHCl₃+HCl使CCl₄转化为重要的化工原料氯仿（CHCl₃）．已知CCl₄的沸点为77℃，CHCl₃的沸点为61.2℃．在密闭容器中，该反应达到平衡后．测得如表所示数据（不考虑副反应）．

实验序号	温度℃	初始c（CCl4）（mol?L-1）	初始c（H2）（mol?L-1）	CCl4的平衡转化率
l	110	0.8	1.2	a
2	110	l	1	50%
3	100	l	1	b

（1）实验2中，10h后反应达到平衡，则H₂的平均反应速率为

 

．
（2）实验3中，b的值

 

 （填序号）．
A．等于50%    B．大于50%      C．小于50%    D．从题给信息无法判断
（3）根据题目所给的条件，能否求出a的值？

 

填（“能”或“不能”）．

Answer 1

考点：化学平衡的计算

专题：化学平衡专题

分析：（1）根据速率概念和不同温度下的平衡常数来判断；
（2）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；
（3）依据2计算反应的平衡常数，平衡常数随温度变化，利用化学平衡三段式解释计算平衡浓度，列式计算平衡常数计算消耗的四氯化碳得到转化率．

解答： 解：（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H₂的平均反应速率=

0.5mol/L

10h

=0.05mol/（L?h）；
故答案为：0.05mol/（L?h）；
（2）CCl₄+H₂

催化剂 .

△

CHCl₃+HCl 此反应能自发进行，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，可知△H-T?△S＜0，则反应是放热反应；所以温度110℃降低到 100℃，平衡正向进行，CCl₄转化率大于50%，
故选：B；
（3）依据实验2中，10h后达到平衡，CCl₄的转化率为50%，列式计算得到平衡常数
               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

c(HCl)c(CHCl3)

c(H2)c(CCl4)

=

0.5×0.5

0.5×0.5

=1；
实验1中，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

c(HCl)c(CHCl3)

c(H2)c(CCl4)

=

a×a

(0.8-a)(1.2-a)

=1，
所以a=0.48mol/L，
则CCl₄的转化率为

0.48

0.8

×100%=60%，
故答案为：能．

点评：本题考查化学平衡的计算，侧重于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，题目难度中等．