Question

【題目】苯乙烷（C8H10）可生產(chǎn)塑料單體苯乙烯（C8H8），其反應原理是C8H10（g）C8H8（g）+H2（g）△H＞0 Ⅰ．某溫度下，將0.40mol苯乙烷，充入2L真空密閉容器中發(fā)生反應，測定不同時間該容器內物質的量，得到數(shù)據(jù)如下表：

時間/min	0	10	20	30	40
n（C8H10）/mol	0.40	0.30	0.26	n2[來源：]	n3
n（C8H8）/mol	0.00	0.10	n1	0.16	0.16

（1）當反應進行到20min時，該段時間內H2的平均反應速率是 ．
（2）該溫度下，該反應的化學平衡常數(shù)是 ．

化學鍵	C﹣H	C﹣C	C=C	H﹣H
鍵能/kJmol1	412.5	348	612	436

（3）已知： 計算上述反應的△H=kJmol﹣1 ． 若保持其他條件不變，用0.40mol H2（g）和0.40mol C8H8（g）合成C8H10（g），當有30kJ熱量放出時，該反應中H2的轉化率是 ． 此時，該反應是否達到了平衡狀態(tài)？（填“是”或“否”）．
Ⅱ．工業(yè)上以高溫水蒸氣作為反應體系的稀釋劑（不參與反應），C8H10（g）的平衡轉化率與水蒸氣的用量、體系的溫度、壓強的關系如圖Ⅰ、圖Ⅱ所示．

（4）由圖Ⅰ可知，T1T2（填“大于”、“小于”或“等于”）．
（5）由圖Ⅱ可知，當其他條件不變時，水蒸氣的用量越大，C8H10的平衡轉化率將（填“越大”、“越小”或“不變”），原因是 ．

Answer 1

【答案】
（1）0.0035mol/（L?min）
（2）0.053
（3）125；60%；是
（4）大于
（5）越大；水蒸氣的用量越大，容器的體積越大，相當于減小了原體系的壓強，平衡正向移動，轉化率增大
【解析】解：I．（1）將0.40mol苯乙烷，充入2L真空密閉容器中發(fā)生反應，20min后，剩余0.26mol，減少了0.14mol，

	C8H10（g）	C8H8（g）+	H2（g）
起始（mol）	0.40	0	0
變化（mol）	0.14	0.14	0.4
20min（mol）	0.26	0.14	0.14

v（H2）= =0.0035mol/（Lmin）
所以答案是：0.0035mol/（Lmin）；
（2）

	C8H10（g）	C8H8（g）+	H2（g）
起始（mol/L）	0.20	0	0
變化（mol/L）	0.08	0.08	0.08
30min（mol/L）	0.12	0.08	0.08

化學平衡常數(shù)K= = =0.053；
所以答案是：0.053；（3）C8H10（g）C8H8（g）+H2（g），反應焓變△H=反應物鍵能總和﹣生成物鍵能總和=10×412.5+4×348+3×612﹣8×412.5﹣3×348﹣4×612﹣436=125KJ/mol，根據(jù)C8H10（g）C8H8（g）+H2（g）△H=125kJmol﹣1 ， 可知 C8H8（g）+H2（g）C8H10（g）△H=﹣125kJmol﹣1 ， 有30kJ熱量放出時，消耗的H2量為0.24mol，所以氫氣轉化率= ×100%= ×100%=60%；
根據(jù)（2）知：平衡常數(shù)=0.053，則C8H8（g）+H2（g）C8H10（g）的平衡常數(shù)為 =18.75，

	C8H8（g）+	H2（g）	C8H10（g）
起始（mol/L）	0.2	0.2	0
變化（mol/L）	0.12	0.12	0.12
某時刻（mol/L）	0.08	0.08	0.12

= =18.75=18.75，反應達到平衡狀態(tài)；
所以答案是：125；60%；是；Ⅱ．（4）C8H10（g）C8H8（g）+H2（g）△H=125kJmol﹣1 ， 溫度升高，平衡正向移動，C8H10的轉化率增大，由圖I可知，壓強相同時，T1時C8H10的轉化率大于T2時C8H10的轉化率，故T1大于T2；所以答案是：大于；（5）其他條件不變，水蒸氣的用量越大，容器的體積越大，相當于減小了原體系的壓強，平衡正向移動，轉化率增大；所以答案是：越大；水蒸氣的用量越大，容器的體積越大，相當于減小了原體系的壓強，平衡正向移動，轉化率增大．
【考點精析】解答此題的關鍵在于理解反應速率的定量表示方法的相關知識，掌握反應速率的單位：mol/(L·min)或mol/(L·s) v=△c-△t，以及對化學平衡狀態(tài)本質及特征的理解，了解化學平衡狀態(tài)的特征：“等”即 V正=V逆>0；“動”即是動態(tài)平衡，平衡時反應仍在進行；“定”即反應混合物中各組分百分含量不變；“變”即條件改變，平衡被打破，并在新的條件下建立新的化學平衡；與途徑無關，外界條件不變，可逆反應無論是從正反應開始，還是從逆反應開始，都可建立同一平衡狀態(tài)（等效）．