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光气(COCl2)在塑料、制革、制药等工业中有许多用途,工业上采用高温下CO与Cl2在活性炭催化下合成.COCl2的分解反应为COCl2(g)?Cl2(g)+CO(g)△H=+108kJ/mol.反应体系达到平衡后,各物质的浓度在不同条件下的变化状况如图所示(第10min到14min的COCl2浓度变化曲线未画出):
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①计算反应在第8min时的平衡常数K=
 

②比较第2min反应温度T(2)与第8min反应温度T(8)的高低:T(2)
 
T(8)(填“<”、“>”或“=”);
③若12min时反应于温度T(8)下重新达到平衡,则此时c(COCl2)=
 
mol/L;
④比较反应物COCl2在5-6min和15-16min时平均反应速率的大小:υ(5-6)
 
υ(15-16)(填“<”、“>”或“=”),原因是
 
分析:①由图可知,8min时COCl2的平衡浓度为0.04mol/L,Cl2的平衡浓度为0.11mol/L,CO的平衡浓度为0.085mol/L,代入平衡常数表达式计算;
②第8min时反应物的浓度比第2min时减小,生成物浓度增大,平衡向正反应方向移动,4min瞬间浓度不变,不可能为改变压强、浓度,应是改变温度,据此结合温度对平衡影响判断;
③由图可知,10min瞬间Cl2浓度增大,CO的浓度降低,故改变条件为移走CO,降低CO的浓度,平衡常数不变,与8min到达平衡时的平衡常数相同,由图可知,12min时到达平衡时Cl2的平衡浓度为0.12mol/L,CO的平衡浓度为0.06mol/L,根据平衡常数计算c(COCl2);
④在5~6 min和15~16 min时反应温度相同,在相同温度时,该反应的反应物浓度越高,反应速率越大,但15~16 min时各组分的浓度都小,因此反应速率小.
解答:解:①由图可知,8min时COCl2的平衡浓度为0.04mol/L,Cl2的平衡浓度为0.11mol/L,CO的平衡浓度为0.085mol/L,故该温度下化学平衡常数k=
0.11mol/L×0.085mol/L
0.04mol/L
=0.234 mol?L-1,故答案为:0.234 mol?L-1
②第8min时反应物的浓度比第2min时减小,生成物浓度增大,平衡向正反应方向移动.4min瞬间浓度不变,不可能为改变压强、浓度,应是改变温度,又因为正反应为吸热反应,所以T(2)<T(8),故答案为:<;
③由图可知,10min瞬间Cl2浓度增大,CO的浓度降低,故改变条件为移走CO,降低CO的浓度,平衡常数不变,与8min到达平衡时的平衡常数相同,由图可知,12min时到达平衡时Cl2的平衡浓度为0.12mol/L,CO的平衡浓度为0.06mol/L,故:
0.06mol/L×0.12mol/L
c(COCl2)
=0.234mol/L,解得c(COCl2)=0.031mol/L,故答案为:0.031;
④在5~6 min和15~16 min时反应温度相同,在相同温度时,该反应的反应物浓度越高,反应速率越大,但15~16 min时各组分的浓度都小,因此反应速率小,即v(5~6)>v(15~16),故答案为:>;在相同温度时,该反应的反应物的浓度越高,反应速率越大.
点评:本题涉及化学方程式、热化学方程式的书写和化学平衡图象的有关计算,意在考查考生对反应热、化学平衡等化学反应原理掌握的情况,难度中等.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

光气(COCl2)在塑料、制革、制药等工业中有许多用途,工业上采用CO与Cl2在活性炭催化下合成.
(1)实验室中常用来制备氯气的化学方程式为
MnO2+4HCl(浓)
 △ 
.
 
MnCl2+Cl2↑+2H2O
MnO2+4HCl(浓)
 △ 
.
 
MnCl2+Cl2↑+2H2O

(2)工业上利用天然气(主要成分为CH4)与CO2进行高温重整制备CO,已知CH4、H2和CO的燃烧热(△H)分别为-890.3kJ?mol-1、-285.8kJ?mol-1、-283.0kJ?mol-1,则生成1m3(标准状况)CO所需热量为
5.52×103KJ
5.52×103KJ

(3)实验室中可用氯仿(CHCl3)与双氧水直接反应制备光气,其反应的化学方程式为
CHCl3+H2O2=HCl+H2O+COCl2
CHCl3+H2O2=HCl+H2O+COCl2

(4)COCl2的分解反应为COCl2(g)=Cl2(g)+CO(g)△H=+108kJ?mol-1.反应体系达到平衡后,各物质的浓度在不同条件下的变化状况如图所示(第10min到14min的浓度变化曲线未示出):

①计算反应在第8min时的平衡常数K=
0.234mol?L-1
0.234mol?L-1

②比较第2min反应温度T(2)与第8min反应温度T(8)的高低:T(2)
T(8)(填“>”、“<”或“=”)
③若12min时反应于T(8)下重新达到平衡,则此时c(COCl2)=
0.031
0.031
mol?L-1
④比较产物CO在2~3min、5~6min、12~13min时平均反应速率[平均反应速率分别以v(2~3)、v(5~6)、v(12~13)表示]的大小
v(5~6)>v(2~3)=v(12~13)
v(5~6)>v(2~3)=v(12~13)

⑤比较反应物COCl2在5~6min、15~16min时平均反应速率的大小:v(5~6)
v(15~16)(填“>”、“<”或“=”),原因是
在相同温度时,该反应的反应物的浓度越高,反应速率越大
在相同温度时,该反应的反应物的浓度越高,反应速率越大

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科目:高中化学 来源: 题型:

(2013?房山区一模)光气(COCl2)在塑料、制革、制药等工业中有许多用途,COCl2的分解反应为:
COCl2(g)?Cl2(g)+CO(g)△H=+108KJ?mol-1
该反应在密闭容器中各物质的浓度随时间的变化如下图所示:

下列叙述中,正确的是(  )

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科目:高中化学 来源:高考真题 题型:填空题

光气(COCl2)在塑料、制革、制药等工业中有许多用途,工业上采用高温下CO与Cl2在活性碳催化下合成。
(1)实验室中常用来制备氯气的化学方程式为_________;
(2)工业上利用天然气(主要成分为CH4)与CO2进行高温重整制备CO,已知CH4、H2、和CO的燃烧热(△H)分别为-890.3kJ·mol-1、-285.8 kJ·mol-1和-283.0 kJ·mol-1,则生成1 m3
(标准状况)CO所需热量为___________;
(3)实验室中可用氯仿(CHCl3)与双氧水直接反应制备光气,其反应的化学方程式为___________;
(4)COCl2的分解反应为COCl2(g)= Cl2(g)+ CO(g)  △H=+108 kJ·mol-1。反应体系平衡后,各物质的浓度在不同条件下的变化状况如下图所示(第10min到14min的COCl2浓度变化曲线未示出):
①计算反应在地8min时的平衡常数K=________;
②比较第2min反应温度T(2)与第8min反应温度T(8)的高低:T(2)___ T(8)(填“<”、“>”或“=” );
③若12min时反应与温度T(8)下重新达到平衡,则此时c(COCl2)=__mol·L-1
④比较产物CO在2-3min、5-6min和12-13min时平均反应速率[平均反应速率分别以v(2-3)、v(5-6)、v(12-13)表示]的大小________;
⑤比较反应物COCl2在5-6min和15-16min时平均反应速率的大小:v(5-6)___ v(15-16)(填“<”、“>”或“=”),原因是_______

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科目:高中化学 来源:2012年全国统一高考化学试卷(新课标Ⅱ卷)(解析版) 题型:填空题

光气(COCl2)在塑料、制革、制药等工业中有许多用途,工业上采用CO与Cl2在活性炭催化下合成.
(1)实验室中常用来制备氯气的化学方程式为   
(2)工业上利用天然气(主要成分为CH4)与CO2进行高温重整制备CO,已知CH4、H2和CO的燃烧热(△H)分别为-890.3kJ?mol-1、-285.8kJ?mol-1、-283.0kJ?mol-1,则生成1m3(标准状况)CO所需热量为   
(3)实验室中可用氯仿(CHCl3)与双氧水直接反应制备光气,其反应的化学方程式为   
(4)COCl2的分解反应为COCl2(g)=Cl2(g)+CO(g)△H=+108kJ?mol-1.反应体系达到平衡后,各物质的浓度在不同条件下的变化状况如图所示(第10min到14min的浓度变化曲线未示出):

①计算反应在第8min时的平衡常数K=   
②比较第2min反应温度T(2)与第8min反应温度T(8)的高低:T(2)    T(8)(填“>”、“<”或“=”)
③若12min时反应于T(8)下重新达到平衡,则此时c(COCl2)=    mol?L-1
④比较产物CO在2~3min、5~6min、12~13min时平均反应速率[平均反应速率分别以v(2~3)、v(5~6)、v(12~13)表示]的大小   
⑤比较反应物COCl2在5~6min、15~16min时平均反应速率的大小:v(5~6)    v(15~16)(填“>”、“<”或“=”),原因是   

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