Question

【题目】苯乙烷（C8H10）可生产塑料单体苯乙烯（C8H8），其反应原理是：C8H10(g)C8H8(g)+H2(g)△H=120kJ·mol-1某温度下，将0.40mol苯乙烷，充入2L真空密闭容器中发生反应，测定不同时间该容器内气体物质的量，得到数据如下表：

时间/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）当反应进行到20min时，该段时间内H2的平均反应速率是。
（2）该温度下，该反应的化学平衡常数是。
（3）若保持其他条件不变，用0.40 mol H2(g)和0.40mol C8H8(g)合成C8H10(g)，当有30kJ热量放出时，该反应中H2的转化率是。此时，该合成反应是否达到了平衡状态？（填“是”或“否”）。
（4）工业上以高温水蒸气作为反应体系的稀释剂(不参与反应)，C8H10(g)的平衡转化率与水蒸气的用量、体系的温度、压强的关系如图Ⅰ、图Ⅱ所示。

①由图Ⅰ可知，T1T2(填“大于”、“小于”或“等于”)。
②由图Ⅱ可知，当其他条件不变时，水蒸气的用量越大，C8H10的平衡转化率将(填“越大”、“越小”或“不变”)，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；随着水蒸气的加入，扩大了容器体积，相当于对反应体系减小
压强（或使Q<K），从而使平衡右移，转化率增大。
【解析】I．(1)将0.40mol苯乙烷，充入2L真空密闭容器中发生反应，20min后，剩余0.24mol，减少了0.16mol，

	C8H10(g)	C8H8(g)+	H2(g)
起始（mol）	0.40	0	0
转化（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
转化（mol/L）	0.10	0.10	0.10
30min（mol/L）	0.10	0.10	0.10

化学平衡常数K= = =0.10；
(3)根据C8H10(g) C8H8(g)+H2(g)，△H=120kJ·mol-1 ， 可知 C8H8(g)+H2(g) C8H10(g) △H=-120kJmol-1 ， 有30kJ热量放出时，消耗的H2量为0.25mol，所以氢气转化率= ×100%= ×100%=62.5%；根据(2)知，C8H8(g)+H2(g) C8H10(g)的平衡常数为 =10，

	C8H10(g)	C8H8(g)+	H2(g)
起始（mol/L）	0.25	0.25	0
转化（mol/L）	0.125	0.125	0.125
某时刻（mol/L）	0.125	0.125	0.125

= =8≠10，反应不是平衡状态；
Ⅱ．(4)①C8H10(g) C8H8(g)+H2(g)△H=125kJmol-1 ， 温度升高，平衡正向移动，C8H10的转化率增大，由图I可知，压强相同时，T1时C8H10的转化率大于T2时C8H10的转化率，故T1大于T2；
②其他条件不变，水蒸气的用量越大，容器的体积越大，相当于减小了原体系的压强，平衡正向移动，转化率增大；
所以答案是：（1）0.004mol/(Lmin)；（2）0.10；（3）62.5%；否；（4）①大于；②越大；水蒸气的用量越大，容器的体积越大，相当于减小了原体系的压强，平衡正向移动，转化率增大
【考点精析】本题主要考查了反应速率的定量表示方法和化学平衡状态本质及特征的相关知识点，需要掌握反应速率的单位：mol/(L·min)或mol/(L·s) v=△c-△t；化学平衡状态的特征：“等”即 V正=V逆>0；“动”即是动态平衡，平衡时反应仍在进行；“定”即反应混合物中各组分百分含量不变；“变”即条件改变，平衡被打破，并在新的条件下建立新的化学平衡；与途径无关，外界条件不变，可逆反应无论是从正反应开始，还是从逆反应开始，都可建立同一平衡状态（等效）才能正确解答此题．