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=120kJ?mol^-1溫度T℃下，將0.40mol苯乙烷，充入2L真空密閉容器中發(fā)生反應(yīng)，測定不同時間該容器內(nèi)氣體物質(zhì)的量，得到數(shù)據(jù)如下表：

時間/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，該段時間內(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0.50mol H₂（g）和0.50mol C₈H₈（g）合成C₈H₁₀（g），當(dāng)有30kJ熱量放出時，該反應(yīng)中H₂的轉(zhuǎn)化率是

 

．此時，該合成反應(yīng)是否達(dá)到了平衡狀態(tài)？

 

（填“是”或“否”），且該反應(yīng)

 

（填序號①“向生成C₈H₁₀方向移動”、②“向生成H₂方向移動”或③“平衡不移動”）
（4）對于反應(yīng)C₈H₁₀（g）?C₈H₈（g）+H₂（g），下列說法正確的是

 

A、恒溫恒容條件下C₈H₁₀（g）和C₈H₈（g）生成速率相等能說明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)
B、壓強(qiáng)增大該反應(yīng)的平衡常數(shù)也增大
C、在恒溫恒壓條件下，有2mol C₈H₁₀（g）在容器中完全反應(yīng)，該反應(yīng)的反應(yīng)熱為△H₁，另有4mol C₈H₁₀（g）在容器中完全反應(yīng)，該反應(yīng)的反應(yīng)熱為△H₂，則△H₂=2△H₁
D、T℃時，當(dāng)C（C₈H₁₀）：C（C₈H₈）：C（H₂）=1：1：1反應(yīng)達(dá)到平衡．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡的計(jì)算

專題：化學(xué)平衡專題

分析：（1）根據(jù)v=

△c

△t

計(jì)算；
（2）30min到40min時，n（C₈H₈）不再變化，說明30min時反應(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，判斷平衡移動方向；
（4）A、恒溫恒容條件下C₈H₁₀（g）和C₈H₈（g）生成速率相等，說明正逆反應(yīng)速率相等，該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)；
B、平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，壓強(qiáng)增大該反應(yīng)的平衡常數(shù)不變；
C、反應(yīng)熱只與反應(yīng)物和生成物有關(guān)，和量無關(guān)；
D、反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時各物質(zhì)的濃度之比決定于開始加入各物質(zhì)的多少，與平衡狀態(tài)無關(guān)．

解答： 解：（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
變化（mol） 0.16       0.16    0.16
20min（mol） 0.24      0.16    0.16
v（H₂）=

0.16mol 2L

20min

=0.004mol/（L?min）
故答案為：0.004mol/（L?min）；
（2）C₈H₁₀（g）?C₈H₈（g）+H₂（g）
起始（mol/L） 0.20        0        0
變化（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=

c(C8H10)

C(C8H8)?c(H2)

=

0.10×0.10

0.10

=0.1；
故答案為：0.1；
（3）根據(jù)C₈H₁₀（g）?C₈H₈（g）+H₂（g）△H=120kJ?mol^-1，可知 C₈H₈（g）+H₂（g）?C₈H₁₀（g）△H=-120kJ?mol^-1，有30kJ熱量放出時，消耗的H₂量為0.25mol，所以氫氣轉(zhuǎn)化率=

0.25mol

0.50mol

×100%=50%；
根據(jù)（2）計(jì)算平衡常數(shù)=0.1，知 C₈H₈（g）+H₂（g）?C₈H₁₀（g）的平衡常數(shù)為10，
             C₈H₈（g）+H₂（g）?C₈H₁₀（g）
起始（mol/L） 0.25    0.25      0
變化（mol/L） 0.125   0.125   0.125
某時刻（mol/L） 0.125 0.125   0.125

c(C8H10)

C(C8H8)?c(H2)

=

0.125

0.125×0.125

=8＜10，反應(yīng)未達(dá)平衡狀態(tài)，向正方向移動，正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率；
故答案為：50%；否；①；
（4）對于反應(yīng)C₈H₁₀（g）?C₈H₈（g）+H₂（g），
A、恒溫恒容條件下C₈H₁₀（g）和C₈H₈（g）生成速率相等，說明正逆反應(yīng)速率相等，該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故A正確；
B、平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，壓強(qiáng)增大該反應(yīng)的平衡常數(shù)不變，故B錯誤；
C、反應(yīng)熱只與反應(yīng)物和生成物有關(guān)，和量無關(guān)，故C錯誤；
D、反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時各物質(zhì)的濃度之比決定于開始加入各物質(zhì)的多少，與平衡狀態(tài)無關(guān)，故D錯誤；
故答案為：A．

點(diǎn)評：本題考查化學(xué)平衡有關(guān)計(jì)算問題，題目難度中等，本題易錯點(diǎn)為（4），注意平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)．