Question

14．1，3-丁二烯（CH₂=CHCH=CH₂）和2-丁炔（CH₃C   CH₃）是重要的有機(jī)原料．
已知：Ⅰ．CH₂=CHCH=CH₂（g）+2H₂（g）→CH₃CH₂CH₂CH₃（g）△H₁=-236.6kJ•mol^-1
Ⅱ．CH₃C   CCH₃（g）+2H₂（g）→CH₃CH₂CH₂CH₃（g）△H=-272.7kJ•mol^-1
Ⅲ．C-C的鍵能為348kJ•mol^-1；C=C的鍵能為612kJ•mol^-1
請(qǐng)回答：
（1）CH₂=CHCH=CH₂（g）轉(zhuǎn)化為CH₃C   CCH₃（g）的熱化學(xué)方程式為CH₂=CHCH=CH₂（g）→CH₃C≡CCH₃（g）△H=+36.1kJ•mol^-1．C   C的鍵能為839.9kJ•mol^-1．
（2）T₁℃時(shí)，向10L恒容密閉容器中充入1.0molCH₂=CHCH=CH₂（g）和2.0molH₂（g），發(fā)生反應(yīng)Ⅰ．5min達(dá)到平衡，測得容器內(nèi)CH₃CH₂CH₂CH₃（g）的物質(zhì)的量為0.60mol．則：
①0～5min內(nèi)，用H₂表示的該反應(yīng)速率v（H₂）=0.024mol•L^-1•min^-1．
②T₁℃時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=234.4（保留四位有效數(shù)字）．
③下列事實(shí)能說明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是AD（填選項(xiàng)字母）．
A．容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)不再改變
B．容器內(nèi)氣體密度不在改變
C．CH₂=CHCH=CH₂（g）和H₂（g）的體積分?jǐn)?shù)之比為1：2
D．容器內(nèi)氣體平均摩爾質(zhì)量不再改變
（3）一定條件下，向密閉容器中沖入一定量的CH₃C   CCH₃（g）和H₂（g），發(fā)生反應(yīng)Ⅱ，CH₃C   CCH₃（g）的平衡轉(zhuǎn)化率（α）與溫度（T）和壓強(qiáng)（P）的關(guān)系如圖所示．
①P₁＞P₂（填“＞”“＜”或“=”，下同）
②a、b兩點(diǎn)的平衡常數(shù)：K（a）=K（b）．

Answer 1

分析 （1）已知：：Ⅰ．CH₂=CHCH=CH₂（g）+2H₂（g）→CH₃CH₂CH₂CH₃（g）△H₁=-236.6kJ•mol^-1
Ⅱ．CH₃C≡CCH₃（g）+2H₂（g）→CH₃CH₂CH₂CH₃（g）△H=-272.7kJ•mol^-1
由蓋斯定律Ⅰ-Ⅱ可得CH₂=CHCH=CH₂（g）→CH₃C≡CCH₃（g）；設(shè)C≡C的鍵能為x，結(jié)合C-C的鍵能為348kJ•mol^-1；C=C的鍵能為612kJ•mol^-1計(jì)算可得x；
（2）①根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計(jì)算；
②計(jì)算各物質(zhì)平衡濃度，根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)為生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積之比計(jì)算K；
③化學(xué)平衡時(shí)：正逆反應(yīng)速率相等，各物質(zhì)的含量保持不變，據(jù)此分析；
（3）①反應(yīng)Ⅱ．CH₃C≡CCH₃（g）+2H₂（g）→CH₃CH₂CH₂CH₃（g）是個(gè)氣體體積減小的反應(yīng)，恒容相當(dāng)于加壓，根據(jù)壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡的影響分析；
②溫度不變，化學(xué)平衡常數(shù)K不變．

解答 解：（1）已知：：Ⅰ．CH₂=CHCH=CH₂（g）+2H₂（g）→CH₃CH₂CH₂CH₃（g）△H₁=-236.6kJ•mol^-1
Ⅱ．CH₃C≡CCH₃（g）+2H₂（g）→CH₃CH₂CH₂CH₃（g）△H=-272.7kJ•mol^-1
由蓋斯定律Ⅰ-Ⅱ可得CH₂=CHCH=CH₂（g）→CH₃C≡CCH₃（g）△H=+36.1kJ•mol^-1；設(shè)C≡C的鍵能為x，C-C的鍵能為348kJ•mol^-1；C=C的鍵能為612kJ•mol^-1，反應(yīng)前后的C-H相等，則x+348×2-612×2-348=-36.1，解得x=839.9kJ•mol^-1；
故答案為：CH₂=CHCH=CH₂（g）→CH₃C≡CCH₃（g）△H=+36.1kJ•mol^-1；839.9；
（2）①平衡時(shí)容器內(nèi)CH₃CH₂CH₂CH₃（g）的物質(zhì)的量為0.60mol，參加反應(yīng)的氫氣的物質(zhì)的量為1.2mol，則0～5min，v（H₂）=$\frac{1.2mol÷10L}{5min}$=0.024mol•L^-1•min^-1；
故答案為：0.024mol•L^-1•min^-1；
②得容器內(nèi)CH₃CH₂CH₂CH₃（g）的物質(zhì)的量為0.60mol，列三段式：
  CH₂=CHCH=CH₂（g）+2H₂（g）→CH₃CH₂CH₂CH₃（g）
c始：0.1                          0.2                 0
c轉(zhuǎn)：0.06                        0.12               0.06
c平：0.04                        0.08               0.06
則此溫度下化學(xué)平衡常數(shù)K=$\frac{0.06}{0.04×0.0{8}^{2}}$≈234.4；
故答案為：234.4；
③A．該反應(yīng)左右兩邊均為氣體且氣體分子總數(shù)不等，容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)改變，不再改變時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡，故A正確；
B．容器內(nèi)混合氣體的總質(zhì)量不變，恒容氣體體積不變，則密度始終不變，故B錯(cuò)誤；
C．CH₂=CHCH=CH₂（g）和H₂（g）的體積分?jǐn)?shù)之比為1：2并保持不變，故C錯(cuò)誤；
D．容器內(nèi)混合氣體的總質(zhì)量不變，氣體總的物質(zhì)的量減小，平均摩爾質(zhì)量改變，不再改變時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡，故D正確；
故答案為：AD；
（3）①反應(yīng)Ⅱ．CH₃C≡CCH₃（g）+2H₂（g）→CH₃CH₂CH₂CH₃（g）是個(gè)氣體體積減小的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，②CH₃C≡CCH₃的轉(zhuǎn)化率增大，從圖可知，相同溫度下，P₁ 的轉(zhuǎn)化率大于的P₂轉(zhuǎn)化率，則P₁＞P₂；
故答案為：＞；
②a、b兩點(diǎn)的溫度相同，則化學(xué)平衡常數(shù)相等；
故答案為：=．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了蓋斯定律的應(yīng)用、化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷及有關(guān)計(jì)算、影響化學(xué)平衡的因素，題目難度中等，需要學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握，注意計(jì)算和單位．