Question

14．α-氯乙基苯是一種重要的有機合成中間體，其一種制備反應原理為：
（g）+Cl₂（g）?（g）+HCl（g）△H
在T℃時，向2.0L恒容密閉容器中充入0.40mol乙苯（g）和0.40mol Cl₂（g）進行反應，反應過程中測定的部分數(shù)據見表：

t/min	0	1	2	5	10
n（HCl）/mol	0	0.12	0.20	0.32	0.32

下列有關說法正確的是（　�。�

• A． 反應在0～2 min內的平均速率v（α-氯乙基苯）=0.10mol•L^-1•min^-1
• B． 10 min后，若保持其他條件不變，升高溫度，達到新平衡時測得c（α-氯乙基苯）=0.18mol•L^-1，則反應的△H＞0
• C． 在T℃時，起始時若向容器中充入1.0 mol乙苯（g）、0.50 mol Cl₂（g）和0.50 molα-氯乙基苯（g）、0.50 mol HCl（g），則反應將向正反應方向進行
• D． 在T℃時，起始時若向容器中充入2.0molα-氯乙基苯（g）和2.2mol HCl（g），達到平衡時，α-氯乙基苯（g）的轉化率小于20%

Answer 1

分析 A．根據數(shù)據圖表，反應在0～2min內，HCl的物質的量增加了0.20mol，根據反應原理方程式，α-氯乙基苯應生成了0.20mol，根據化學反應平均速率為$v（α-氯乙基苯）=\frac{△n}{V△t}$計算即可；
B．平衡時，HCl的物質的量為0.32mol，根據反應方程式，平衡時，α-氯乙基苯的濃度應為$c=\frac{0.32mol}{2L}=0.16mol/L$，10min后升高溫度，新平衡時α-氯乙基苯的濃度為c′=0.18mol/L，可見化學平衡向右移動，據此分析焓變；
C．T℃時，根據表中數(shù)據可計算此溫度下的化學反應平衡常數(shù)，溫度不變，則化學平衡常數(shù)不發(fā)生改變，起始時沖入另一種情況下的各反應物的量，根據濃度商與平衡常數(shù)的關系判斷化學反應的方向；
D．T℃時，原先向容器中沖入0.2mol/L的乙苯和0.2mol/L的Cl₂，反應為氣體分子數(shù)守恒的反應，反應可等效平衡為起始時沖入0.2mol/Lα-氯乙基苯和0.2mol/L的HCl，若向容器中沖入2molα-氯乙基苯和2.2molHCl，即1mol/Lα-氯乙基苯和1.1mol/LHCl，根據等效平衡分析轉化率．

解答 解：A．由數(shù)據圖表可知，反應在0～2min內，HCl的物質的量增加了0.20mol，根據反應原理方程式，α-氯乙基苯作為生成物，在反應中生成了0.20mol，即△n=0.2mol，容器體積為V=2L，反應所經歷的時間為△t=2min，則反應在0～2 min內的平均速率v（α-氯乙基苯）=$\frac{△n}{V△t}$=$\frac{0.2mol}{2L×2min}=0.05mol/（L•min）$．故A錯誤；
B．平衡時，HCl的物質的量為0.32mol，根據反應方程式，平衡時，α-氯乙基苯的濃度應為$c=\frac{0.32mol}{2L}=0.16mol/L$，10min后升高溫度，反應達到新平衡時α-氯乙基苯的濃度為c′=0.18mol/L，因此升高溫度，化學平衡右移，表明正反應是吸熱反應，吸熱反應的焓變△H＞0，故B正確；
C..T℃時，根據表中數(shù)據和反應的方程式，平衡時，$c（乙苯）=\frac{0.4-0.32}{2}=0.04mol/L$，$c（C{l}_{2}）=\frac{0.4-0.32}{2}=0.04mol/L$，$c（α-氯乙基苯）=\frac{0.32}{2}=0.16mol/L$，$c（HCl）=\frac{0.32}{2}=0.16mol/L$，可計算此溫度下的化學反應平衡常數(shù)$K=\frac{c（HCl）c（α-氯乙基苯）}{c（C{l}_{2}）c（乙苯）}$=$\frac{0.16mol/L×0.16mol/L}{0.04mol/L×0.04mol/L}$=16，若起始時，向容器中充入1.0 mol乙苯（g）、0.50 mol Cl₂（g）和0.50 molα-氯乙基苯（g）、0.50 mol HCl（g），反應的濃度商為$J=\frac{\frac{0.5}{2}mol/L×\frac{0.5}{2}mol/L}{\frac{0.5}{2}mol/L×\frac{1}{2}mol/L}=0.5$＜K，因此反應向正反應方向進行．故C正確；
D..T℃時，原先向容器中沖入0.2mol/L的乙苯和0.2mol/L的Cl₂，反應為氣體分子數(shù)守恒的反應，反應可等效平衡為起始時沖入0.2mol/Lα-氯乙基苯和0.2mol/L的HCl，若向容器中沖入2molα-氯乙基苯和2.2molHCl，即1mol/Lα-氯乙基苯和1.1mol/LHCl，則1mol/Lα-氯乙基苯和1.1mol/LHCl可看成是在1mol/Lα-氯乙基苯和1mol/LHCl的基礎上增加了0.1mol/L的HCl，而對于反應為氣體數(shù)守恒的反應來講，1mol/Lα-氯乙基苯和1mol/LHCl相對于0.2mol/Lα-氯乙基苯和0.2mol/L的HCl，等效平衡為加壓，加壓并不改變該反應的平衡，平衡時，α-氯乙基苯的轉化率就是20%，現(xiàn)在在1mol/Lα-氯乙基苯和1mol/LHCl的基礎上又加入了0.1mol/L的HCl，可使平衡向佐移動，那么α-氯乙基苯（g）的轉化率＞20%．故D錯誤．
故選BC．

點評 本題考查化學平衡的移動，化學反應速率的計算，化學平衡常數(shù)的計算和簡單應用，等效平衡的知識．題目難度中等，是中檔題．