Question

（10分）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，此反应伴有副反应，会生成CH₂Cl₂、CH₃Cl和CH₄等。已知CCl₄的沸点为77⁰C，CHCl₃的沸点为61.2⁰C。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0C	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	120	1	1	B

（1）110⁰C时平衡常数：             

（2）实验1中，CCl₄的转化率A为：       

（3）实验2中，10小时后达到平衡，H₂的平均反应速率为：           。在此实验的平衡体系中，再加入1.0molCCl₄和0.5molHCl，平衡将向    反应方向移动（填“正”、“逆”或“不移动”）；

（4）实验3中，B的值     

①等于50%     ②大于50%       ③小于50%      ④无法判断

 

Answer 1

【答案】

（每空2分，共10分）（1）1；（2）60%；（3）0.05mol /(L•h)、正；（4）④

【解析】（1）根据表中数据可知，110℃平衡时生成物的浓度都是0.5mol/L，而反应物的浓度也都是0.5mol/L，所以该温度下的平衡常数为。

（2）设转化率是x，则生成物CHCl₃、 HCl都是0.8xmol/L，消耗氢气也是0.8xmol/L，所以剩余CCl₄和氢气分别是（0.8－0.8x）mol/L、（1.2－0.8x）mol/L.因此根据平衡常数表达式可知，解得x＝0.6，即转化率是60％。

（3）消耗氢气是0.5mol/L，所以氢气反应速率是0.5mol/L÷10h＝0.05mol /(L•h)。在加入的瞬间有＜1，所以反应向正反应方向移动。

（4）由于反应是放热反应还是吸热反应无法确定，因此无法判断平衡移动方向，答案选④。