12.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+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此反应的化学平衡常数表达式为 ,在110℃时平衡常数为 。
②实验l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 。在此实验的平
衡体系中,再加入0.5 mol CCl4和1.0 mol 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
(2)120℃,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一1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)的变化关系如下图(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)。
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①在图中的四条线中,表示H2起始浓度为2mol·L一1实验的消耗CCl4的百分率变化曲线是 (选填序号)。
②根据上图曲线,氢气的起始浓度为 mol·L一1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 。
11.PCl3与PCl5均是有机合成的重要中间体,两者存在以下相互转化关系:
PCl5(g)
PCl3(g) + Cl2(g) △H=a kJ·mol-1 在210℃时,将4mol PCl5气体充入
2L真空密闭容器中发生上述反应,得到如下数据:
|
时间(s) |
0 |
20 |
40 |
60 |
|
n(PCl5) |
4 |
2.8 |
2 |
2 |
(1)已知上述反应在温度较高时才能自发进行,则a 0(填﹥、﹦、﹤);
(2)计算从20s至40s共20s的时间内,用PCl3表示的平均反应速率为 。
210℃时该反应的平衡常数K= 。
(3)反应进行至60s后,将混合物的温度降低,重新达到平衡后氯气浓度将 (填“增大”、“减少”或“不变”)。
(4)欲增大该反应的K值,可采取的措施有(填序号) 。
A.降低温度 B.向混合气体中通入Cl2
C.使用高效催化剂 D.升高温度
(5)如右图是210℃时容器中PCl5物质的量的变化曲线,请在该图
中补画出该反应在160℃时PCl5物质的量的变化曲线。