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）△H=125kJ?mol^-1
I．某溫度下，將0.40mol苯乙烷，充人2L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20min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0.40molH₂（g）和0.40molC₈H₈（g）合成C₈H₁₀（g），當(dāng)有30kJ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，平衡轉(zhuǎn)化率將

 

（填“越大”、“越小”或“不變”），原因是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：轉(zhuǎn)化率隨溫度、壓強(qiáng)的變化曲線(xiàn),化學(xué)平衡的影響因素,化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷,化學(xué)平衡的計(jì)算

專(zhuān)題：

分析：I．（1）根據(jù)v=

△c

△t

計(jì)算；
（2）30min到40min時(shí)，n（C₈H₈）不再變化，說(shuō)明30min時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，根據(jù)平衡常數(shù)計(jì)算公式計(jì)算；
（3）轉(zhuǎn)化率=

消耗量

起始量

×100%；根據(jù)

c(C8H10)

c(C8H8)c(H2)

和平衡常數(shù)K比較大小，判斷平衡移動(dòng)方向；
Ⅱ．（4）溫度升高，平衡向著吸熱的方向移動(dòng)，依此進(jìn)行判斷；
（5）根據(jù)分壓對(duì)平衡移動(dòng)的影響分析．

解答： 解：I．（1）將0.40mol苯乙烷，充入2L真空密閉容器中發(fā)生反應(yīng)，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   0.14
20min（mol） 0.26       0.14    0.14
v（H₂）=

0.14mol 2L

20min

=0.0035mol/（L?min）
故答案為：0.0035mol/（L?min）；
（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(xué)平衡常數(shù)K=

c(C8H8)?c(H2)

c(C8H10)

=

0.08×0.08

0.12

=0.053；
故答案為：0.053；
（3）根據(jù)C₈H₁₀（g）?C₈H₈（g）+H₂（g）△H=125kJ?mol^-1，可知 C₈H₈（g）+H₂（g）?C₈H₁₀（g）△H=-125kJ?mol^-1，有30kJ熱量放出時(shí)，消耗的H₂量為0.24mol，所以氫氣轉(zhuǎn)化率=

消耗量

起始量

×100%=

0.24mol

0.4mol

×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

1

0.053

=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(shí)刻（mol/L） 0.08     0.08      0.12

c(C8H10)

c(C8H8)c(H2)

=

0.12

0.08×0.08

=18.75=18.75，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)；
故答案為：60%；是；
Ⅱ．（4）C₈H₁₀（g）?C₈H₈（g）+H₂（g）△H=125kJ?mol^-1，溫度升高，平衡正向移動(dòng)，C₈H₁₀的轉(zhuǎn)化率增大，由圖I可知，壓強(qiáng)相同時(shí)，T₁時(shí)C₈H₁₀的轉(zhuǎn)化率大于T₂時(shí)C₈H₁₀的轉(zhuǎn)化率，故T₁大于T₂；
故答案為：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(dāng)于減小了原體系的壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，轉(zhuǎn)化率增大；
故答案為：越大；水蒸氣的用量越大，容器的體積越大，相當(dāng)于減小了原體系的壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，轉(zhuǎn)化率增大．

點(diǎn)評(píng)：本題考查化學(xué)平衡及其相關(guān)計(jì)算，難度較大．本題易錯(cuò)點(diǎn)為（2）和（4），要注意水蒸氣產(chǎn)生的分壓對(duì)化學(xué)平衡的影響以及注意平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)．