Question

【題目】乙苯(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乙苯充入1 L真空密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，測(cè)定不同時(shí)間該容器內(nèi)物質(zhì)的物質(zhì)的量，得到數(shù)據(jù)見(jiàn)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的平均生成速率是__________。

（2）該溫度下，反應(yīng)從開(kāi)始到平衡的過(guò)程中共從環(huán)境吸收__________kJ熱量。

（3）若保持反應(yīng)條件不變，用0.40 mol H2(g)和0.40 mol C8H8(g)合成C8H10(g)，當(dāng)有25 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)的方向是________(填“正向” 或“ 逆向”)。

Ⅱ.氫化熱是指在一定條件下，1 mol不飽和化合物加氫時(shí)放出的熱量，表中是環(huán)己烯(g)、1，3-環(huán)己二烯(g)和苯的氫化熱數(shù)據(jù)：

物質(zhì)	＋H2	＋2H2	＋3H2
氫化熱(kJ/mol)	119.7	232.7	208.4

（4）1，3-環(huán)己二烯的穩(wěn)定性________(填“大于”“小于”或“等于”)苯。

（5）某有機(jī)物是苯的同分異構(gòu)體，其分子中的碳碳鍵角只有60度和90度兩種。請(qǐng)寫(xiě)出這種有機(jī)物的鍵線式結(jié)構(gòu)________，它在核磁共振氫譜上會(huì)產(chǎn)生________個(gè)吸收峰 。

（6）與環(huán)己烯互為同分異構(gòu)體的炔烴共有________種(不考慮立體異構(gòu))。

Answer 1

【答案】 0.007 mol·L－1·min－1 20 50% 正向 小于 1 7

【解析】（1）當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到20 min時(shí)消耗乙苯0.40mol－0.26mol＝0.14mol，根據(jù)方程式可知生成氫氣是0.14mol，濃度是0.14mol/L，所以該段時(shí)間內(nèi)H2的平均生成速率是0.14mol/L÷20min＝0.007 mol·L－1·min－1。（2）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知平衡時(shí)生成苯乙烯是0.16mol，所以該溫度下，反應(yīng)從開(kāi)始到平衡的過(guò)程中共從環(huán)境吸收0.16mol×125 kJ·mol－1＝20kJ熱量。（3）當(dāng)有25 kJ熱量放出時(shí)，消耗氫氣是25 kJ÷125 kJ·mol－1＝0.2mol，所以氫氣的轉(zhuǎn)化率是0.2/0.4×100%＝50%，此時(shí)該反應(yīng)的方向是正向；（4）根據(jù)題干信息可知①C6H8+2H2→C6H12 △H＝－232.7kJ/mol，②C6H6+3H2→C6H12 △H＝－208.4kJ/mol，依據(jù)蓋斯定律②－①得到：C6H6+H2→C6H8 △H＝＋24.3kJ/mol，即苯轉(zhuǎn)化為1，3環(huán)己二烯吸熱，因此苯的能量低于1，3環(huán)己二烯，所以苯的穩(wěn)定性強(qiáng)；（5）某有機(jī)物是苯的同分異構(gòu)體，其分子中的碳碳鍵角只有60度和90度兩種，所以這種有機(jī)物的鍵線式結(jié)構(gòu)為，它在核磁共振氫譜上會(huì)產(chǎn)生1個(gè)吸收峰。（6）與環(huán)己烯互為同分異構(gòu)體的炔烴共有CH≡CCH2CH2CH2CH3、CH3C≡CCH2CH2CH3、CH3CH2C≡CCH2CH3、CH≡CCH2CH(CH3)2、CH≡CCH(CH3)CH2CH3、CH≡CC(CH3)3、CH3C≡CCH(CH3)2，共計(jì)7種。