Question

【題目】環(huán)戊烯（，）是一種重要的有機化工原料，可用環(huán)成二烯（，）制備。已知：

反應Ⅰ

反應Ⅱ （環(huán)戊烷）

反應Ⅲ

（1）某溫度下，將環(huán)戊二烯和HI按物質的量之比1∶2（總物質的量為amol）充入容積為2L的恒容密閉容器中，發(fā)生反應：。

①該反應自發(fā)進行的條件是__________。

②下列有關該反應的敘述，不正確的是__________。

A.氣體壓強不變，說明反應達到平衡狀態(tài)

B.升高溫度，有利于提高環(huán)戊烯的產率

C.反應達到平衡時，C5H6和HI的轉化率相等

D.通入惰性氣體，有利于提高環(huán)戊二烯的平衡轉化率

（2）以為催化劑，如圖1為25℃時環(huán)戊二烯氫化過程，環(huán)戊烯與環(huán)戊烷的各組分含量（物質的量含量）隨時間（t）的變化。為研究不同溫度下催化劑活性，測得不同溫度下反應4h時的轉化率和選擇性數據如圖2（其它條件相同）。

①環(huán)成二烯氫化制環(huán)成烯的最佳反應溫度為__________，選擇該溫度的原因是__________。

②升高溫度，環(huán)戊二烯轉化率提高而環(huán)戊烯選擇性降低，其原因是__________。

③在圖1中畫出40℃時環(huán)戊烯含量隨t變化趨勢的曲線。__________

（3）實際生產中，常由雙環(huán)戊二烯通入水蒸氣解聚成環(huán)戊二烯：

某溫度，加入總壓為70kPa的雙環(huán)成二烯和水蒸氣，達到平衡后總壓為110kPa，雙環(huán)戊二烯的轉化率為80%，則該反應的平衡常數__________（對于氣相反應，用某組分B的平衡壓強代替物質的量濃度也可表示平衡常數，記作）。

Answer 1

【答案】低溫 BD 30℃ 該溫度下，催化劑的活性好且選擇性好 溫度升高，反應Ⅰ和反應Ⅱ的反應速率都加快，但對反應Ⅱ速率的影響大于反應Ⅰ 640

【解析】

(1)反應Ⅰ：

反應Ⅲ：

反應Ⅰ-反應Ⅲ得：，其=。

①該反應的＜0，＜0，當-T·＜0時，反應自發(fā)進行，即T很小(低溫)時，該反應自發(fā)進行，故答案為：低溫；

②A．恒容時，正反應是氣體壓強減小的反應，當氣體壓強不變，說明反應達到平衡狀態(tài)，A正確；

B．正反應是放熱反應，升高溫度，平衡逆向移動，環(huán)戊烯的產率下降，B錯誤；

C．起始時，環(huán)戊二烯和HI按物質的量之比1∶2，則二者轉化率之比==1:1，即反應達到平衡時，C5H6和HI的轉化率相等，C正確；

D．恒容，通入惰性氣體，平衡不發(fā)生移動，環(huán)戊二烯的平衡轉化率不變，D錯誤；

故答案為：BD；

(2)①由圖2可知，30℃時，環(huán)戊烯的選擇性最大且環(huán)戊二烯的轉化率較高(催化劑活性好)，所以，30℃是環(huán)戊二烯氫化制環(huán)戊烯的最佳反應溫度，故答案為：30℃；該溫度下，催化劑的活性好且選擇性好；

②溫度升高，反應Ⅰ和反應Ⅱ的反應速率都加快，但對反應Ⅱ速率的影響大于反應Ⅰ，所以出現升高溫度，環(huán)戊二烯轉化率提高而環(huán)戊烯選擇性降低，故答案為：溫度升高，反應Ⅰ和反應Ⅱ的反應速率都加快，但對反應Ⅱ速率的影響大于反應Ⅰ；

③40℃時，反應速率加快，環(huán)戊烯含量達到較高值的時間縮短，且因環(huán)戊烯的選擇性降低導致環(huán)戊烯含量最大值減小，結合選擇性公式可知，40℃，4h時，環(huán)戊烯和環(huán)戊烷的含量比應為0.6:0.4，所以，40℃時環(huán)戊烯含量隨t變化趨勢的曲線如圖所示：，故答案為：；

(3)設雙環(huán)戊二烯的起始分壓為p，水蒸氣分壓為p0，則到達平衡后雙環(huán)戊二烯分壓減小了0.8p，雙環(huán)戊二烯的分子式為：C10H12，故，p+p0=70kPa，0.2p+1.6p+p0=1.8p+p0=110kPa，解得：p=50kPa，所以：=640/span>，故答案為：640。