Question

苯乙烷(C8H10)可生產(chǎn)塑料單體苯乙烯(C8H8)，其反應(yīng)原理是

C8H10(g)C8H8(g)＋H2(g)　ΔH＝125 kJ·mol－1

Ⅰ.某溫度下，將0.40 mol苯乙烷，充入2 L真空密閉容器中發(fā)生反應(yīng)，測(cè)定不同時(shí)間該容器內(nèi)物質(zhì)的量，得到數(shù)據(jù)如下表：

時(shí)間/min	0	10	20	30	40
n(C8H10)/mol	0.40	0.30	0.26	n2	n3
n(C8H8)/mol	0.00	0.10	n1	0.16	0.16

(1)當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到20 min時(shí)，該段時(shí)間內(nèi)H2的平均反應(yīng)速率是________。

(2)該溫度下，該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)是____________。

(3)若保持其他條件不變，用0.40 mol H2(g)和0.40 mol C8H8(g)合成C8H10(g)，當(dāng)有30 kJ熱量放出時(shí)，該反應(yīng)中H2的轉(zhuǎn)化率是________________。此時(shí)，該反應(yīng)是否達(dá)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(yīng)體系的稀釋劑(不參與反應(yīng))，C8H10(g)的平衡轉(zhuǎn)化率與水蒸氣的用量、體系的溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖Ⅰ、圖Ⅱ所示。

(4)由圖Ⅰ可知，T1________T2(填“大于”、“小于”或“等于”)。

(5)由圖Ⅱ可知，當(dāng)其他條件不變時(shí)，水蒸氣的用量越大，C8H10的平衡轉(zhuǎn)化率將________(填“越大”、“越小”或“不變”)，原因是______________________________________。

Answer 1

答案　(1)0.003 5 mol·L－1·min－1

(2)4/75或0.053

(3)60%　是　(4)大于

(5)越大　隨著水蒸氣的加入，擴(kuò)大了容器的容積，相當(dāng)于對(duì)反應(yīng)體系減小壓強(qiáng)(或使得濃度商Q＜K)平衡右移，轉(zhuǎn)化率增大

解析　(1)v(H2)＝v(C8H10)＝＝0.0035 mol·L－1·min－1

(2)　　　　　　C8H10(g)C8H8(g)＋H2(g)

起始/mol·L－1  0.20  0  0

平衡/mol·L－1  0.12  0.08  0.08

K＝＝

(3)　　　　　C8H8(g)＋H2(g)C8H10(g)

起始/mol  0.40  0.40  0

某時(shí)刻/mol  0.40－x  0.40－x  x

125 kJ·mol－1×x＝30 kJ

x＝0.24 mol

α(H2)＝×100%＝60%

Q＝＝＝，所以處于平衡狀態(tài)。

(4)升溫，平衡右移，C8H10的平衡轉(zhuǎn)化率增大，所以T1大于T2。

(5)隨著水蒸氣的加入，擴(kuò)大了容器的容積，相當(dāng)于對(duì)反應(yīng)體系減小壓強(qiáng)，平衡右移，轉(zhuǎn)化率增大。