Question

【題目】環(huán)戊二烯是重要的有機(jī)化工原料，制備環(huán)戊烯涉及的反應(yīng)如下：

ⅰ.解聚反應(yīng)： ΔH＞0

ⅱ.氫化反應(yīng)： ΔH=-100.5kJ·mol-1

ⅲ.副反應(yīng)： ΔH=-109.4kJ·mol-1

（1）反應(yīng)的H=__kJ·mol-1。

（2）解聚反應(yīng)ⅰ在剛性容器中進(jìn)行。

①其它條件不變時(shí)，有利于提高雙環(huán)戊二烯平衡轉(zhuǎn)化率的條件是__，__。

②實(shí)際生產(chǎn)中常通入水蒸氣以降低雙環(huán)戊二烯的沸點(diǎn)。某溫度下，通入總壓為70kPa的雙環(huán)戊二烯和水蒸氣，達(dá)到平衡后總壓為115kPa，雙環(huán)戊二烯的轉(zhuǎn)化率為90%，則體系中PH2O=__kPa。

（3）研究環(huán)戊二烯氫化制備環(huán)戊烯在不同溫度下催化劑的活性。下表是以Pd/Al2O3為催化劑，相同反應(yīng)時(shí)間測得不同溫度的數(shù)據(jù)（其它條件相同）。

溫度/℃	25	30	35	40	45
環(huán)戊二烯轉(zhuǎn)化率/%	84.9	93.9	100.0	100.0	100.0
環(huán)戊烯選擇性/%	81.3	88.6	75.5	60.6	51.3

說明：選擇性=×100%，收率=×100%，

常用收率來衡量催化劑的活性。

①最佳的反應(yīng)溫度為__，選擇該溫度的原因是__。

②表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，升高溫度，環(huán)戊二烯轉(zhuǎn)化率提高而環(huán)戊烯選擇性降低，其原因是__。

Answer 1

【答案】-209.9 升高溫度 減小壓強(qiáng) 20 30℃ 該溫度下，收率最大，催化劑的活性最好或該溫度下轉(zhuǎn)化率較高，選擇性好 溫度升高，ⅱ、ⅲ的反應(yīng)速率均加快，但對ⅱ的反應(yīng)速率的影響小于ⅲ

【解析】

(1)已知：ⅱ.ΔH=-100.5kJ·mol-1，ⅲ. ΔH=-109.4kJ·mol-1，由蓋斯定律可知，ⅱ+ⅲ得，則可計(jì)算H；

(2)①結(jié)合影響的因素分析，改變條件促進(jìn)平衡正向移動(dòng)，達(dá)到提高雙環(huán)戊二烯平衡轉(zhuǎn)化率的目的；

②設(shè)反應(yīng)前雙環(huán)戊二烯和水蒸氣的總物質(zhì)的量為n，壓強(qiáng)為氣體物質(zhì)的量成正比，反應(yīng)前總壓強(qiáng)70kPa的雙環(huán)戊二烯和水蒸氣，達(dá)到平衡后總壓為115kPa，則平衡時(shí)混合氣體的物質(zhì)的量為：mol=1.64nmol，物質(zhì)的量增大了0.64nmol，則根據(jù)可知參加反應(yīng)的雙環(huán)戊二烯為0.64nmol，由雙環(huán)戊二烯的轉(zhuǎn)化率為90%可知原混合氣體中雙環(huán)戊二烯為=0.714nmol，據(jù)此計(jì)算PH2O；

(3)①綜合表中數(shù)據(jù)分析環(huán)戊二烯轉(zhuǎn)化率和環(huán)戊烯選擇性最適宜時(shí)所對應(yīng)的溫度；

②根據(jù)溫度對反應(yīng)ⅱ、ⅲ的速率影響判斷。

(1)已知：ⅱ.ΔH=-100.5kJ·mol-1，ⅲ. ΔH=-109.4kJ·mol-1，由蓋斯定律可知，ⅱ+ⅲ得，此時(shí)H=(-100.5kJ·mol-1)+(-109.4kJ·mol-1)=-209.9 kJ·mol-1；

(2)①由ΔH＞0可知，利用升高溫度或減小壓強(qiáng)等措施，可促進(jìn)平衡正向移動(dòng)，達(dá)到提高雙環(huán)戊二烯平衡轉(zhuǎn)化率的目的；

②設(shè)反應(yīng)前雙環(huán)戊二烯和水蒸氣的總物質(zhì)的量為n，壓強(qiáng)為氣體物質(zhì)的量成正比，反應(yīng)前總壓強(qiáng)70kPa的雙環(huán)戊二烯和水蒸氣，達(dá)到平衡后總壓為115kPa，則平衡時(shí)混合氣體的物質(zhì)的量為：mol=1.64nmol，物質(zhì)的量增大了0.64nmol，則根據(jù)可知參加反應(yīng)的雙環(huán)戊二烯為0.64nmol，由雙環(huán)戊二烯的轉(zhuǎn)化率為90%可知原混合氣體中雙環(huán)戊二烯為=0.714nmol，則水蒸氣的物質(zhì)的量為nmol-0.714nmol=0.286nmol，此時(shí)PH2O=×115KPa≈20KPa；

(3)①由表中數(shù)據(jù)可知，在30℃時(shí)，收率最大，催化劑的活性最好，且此時(shí)環(huán)戊二烯轉(zhuǎn)化率較高，環(huán)戊烯選擇性最好，則最佳的反應(yīng)溫度為30℃；

②溫度升高，ⅱ、ⅲ的反應(yīng)速率均加快，表中數(shù)據(jù)表明升高溫度，環(huán)戊二烯轉(zhuǎn)化率提高而環(huán)戊烯選擇性降低，其可能原因是溫度對對ⅱ的反應(yīng)速率的影響小于ⅲ。