Question

【題目】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=120kJ·mol-1某溫度下，將0.40mol苯乙烷，充入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)氣體物質(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	0.24	n2	n3
n（C8H8）/mol	0.00	0.10	n1	0.20	0.20

（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0.40 mol H2(g)和0.40mol C8H8(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)，該合成反應(yīng)是否達(dá)到了平衡狀態(tài)？（填“是”或“否”）。
（4）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。

①由圖Ⅰ可知，T1T2(填“大于”、“小于”或“等于”)。
②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）4×10-3mol.L-1.min-1
（2）0.10
（3）62.5%；否
（4）大于；越大；隨著水蒸氣的加入，擴(kuò)大了容器體積，相當(dāng)于對(duì)反應(yīng)體系減小
壓強(qiáng)（或使Q<K），從而使平衡右移，轉(zhuǎn)化率增大。
【解析】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0.24mol，減少了0.16mol，

	C8H10(g)	C8H8(g)+	H2(g)
起始（mol）	0.40	0	0
轉(zhuǎn)化（mol）	0.16	0.16	0.16
20min（mol）	0.24	0.16	0.16

v(H2)= =0.004mol/(Lmin)；
(2)

	C8H10(g)	C8H8(g)+	H2(g)
起始（mol/L）	0.20	0	0
轉(zhuǎn)化（mol/L）	0.10	0.10	0.10
30min（mol/L）	0.10	0.10	0.10

化學(xué)平衡常數(shù)K= = =0.10；
(3)根據(jù)C8H10(g) C8H8(g)+H2(g)，△H=120kJ·mol-1 ， 可知 C8H8(g)+H2(g) C8H10(g) △H=-120kJmol-1 ， 有30kJ熱量放出時(shí)，消耗的H2量為0.25mol，所以氫氣轉(zhuǎn)化率= ×100%= ×100%=62.5%；根據(jù)(2)知，C8H8(g)+H2(g) C8H10(g)的平衡常數(shù)為 =10，

	C8H10(g)	C8H8(g)+	H2(g)
起始（mol/L）	0.25	0.25	0
轉(zhuǎn)化（mol/L）	0.125	0.125	0.125
某時(shí)刻（mol/L）	0.125	0.125	0.125

= =8≠10，反應(yīng)不是平衡狀態(tài)；
Ⅱ．(4)①C8H10(g) C8H8(g)+H2(g)△H=125kJmol-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；
②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；
所以答案是：（1）0.004mol/(Lmin)；（2）0.10；（3）62.5%；否；（4）①大于；②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
【考點(diǎn)精析】本題主要考查了反應(yīng)速率的定量表示方法和化學(xué)平衡狀態(tài)本質(zhì)及特征的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，需要掌握反應(yīng)速率的單位：mol/(L·min)或mol/(L·s) v=△c-△t；化學(xué)平衡狀態(tài)的特征：“等”即 V正=V逆>0；“動(dòng)”即是動(dòng)態(tài)平衡，平衡時(shí)反應(yīng)仍在進(jìn)行；“定”即反應(yīng)混合物中各組分百分含量不變；“變”即條件改變，平衡被打破，并在新的條件下建立新的化學(xué)平衡；與途徑無(wú)關(guān)，外界條件不變，可逆反應(yīng)無(wú)論是從正反應(yīng)開(kāi)始，還是從逆反應(yīng)開(kāi)始，都可建立同一平衡狀態(tài)（等效）才能正確解答此題．