题目内容
【题目】1,3﹣丁二烯(CH2=CHCH=CH2)和2﹣丁炔(CH3C CH3)是重要的有机原料.
已知:Ⅰ.CH2=CHCH=CH2(g)+2H2(g)→CH3CH2CH2CH3(g)△H1=﹣236.6kJmol﹣1
Ⅱ.CH3C CCH3(g)+2H2(g)→CH3CH2CH2CH3(g)△H=﹣272.7kJmol﹣1
Ⅲ.C﹣C的键能为348kJmol﹣1;C=C的键能为612kJmol﹣1
请回答:
(1)CH2=CHCH=CH2(g)转化为CH3C CCH3(g)的热化学方程式为 . C C的键能为kJmol﹣1 .
(2)T1℃时,向10L恒容密闭容器中充入1.0molCH2=CHCH=CH2(g)和2.0molH2(g),发生反应Ⅰ.5min达到平衡,测得容器内CH3CH2CH2CH3(g)的物质的量为0.60mol.则:
①0~5min内,用H2表示的该反应速率v(H2)= .
②T1℃时,该反应的平衡常数K=(保留四位有效数字).
③下列事实能说明该反应达到平衡状态的是(填选项字母).
A.容器内气体压强不再改变
B.容器内气体密度不在改变
C.CH2=CHCH=CH2(g)和H2(g)的体积分数之比为1:2
D.容器内气体平均摩尔质量不再改变
(3)一定条件下,向密闭容器中冲入一定量的CH3C CCH3(g)和H2(g),发生反应Ⅱ,CH3C CCH3(g)的平衡转化率(α)与温度(T)和压强(P)的关系如图所示.
①P1P2(填“>”“<”或“=”,下同)
②a、b两点的平衡常数:K(a)K(b).
【答案】
(1)CH2=CHCH=CH2(g)→CH3C≡CCH3(g)△H=+36.1kJ?mol﹣1;839.9
(2)0.024mol?L﹣1?min﹣1;234.4;AD
(3)>;=
【解析】解:(1)已知::Ⅰ.CH2=CHCH=CH2(g)+2H2(g)→CH3CH2CH2CH3(g)△H1=﹣236.6kJmol﹣1Ⅱ.CH3C≡CCH3(g)+2H2(g)→CH3CH2CH2CH3(g)△H=﹣272.7kJmol﹣1
由盖斯定律Ⅰ﹣Ⅱ可得CH2=CHCH=CH2(g)→CH3C≡CCH3(g)△H=+36.1kJmol﹣1;设C≡C的键能为x,C﹣C的键能为348kJmol﹣1;C=C的键能为612kJmol﹣1 , 反应前后的C﹣H相等,则x+348×2﹣612×2﹣348=﹣36.1,解得x=839.9kJmol﹣1;
所以答案是:CH2=CHCH=CH2(g)→CH3C≡CCH3(g)△H=+36.1kJmol﹣1;839.9;(2)①平衡时容器内CH3CH2CH2CH3(g)的物质的量为0.60mol,参加反应的氢气的物质的量为1.2mol,则0~5min,v(H2)= =0.024molL﹣1min﹣1;
所以答案是:0.024molL﹣1min﹣1;
②得容器内CH3CH2CH2CH3(g)的物质的量为0.60mol,列三段式:
CH2=CHCH=CH2(g)+ | 2H2(g) | → | CH3CH2CH2CH3(g) | |
c始: | 0.1 | 0.2 | 0 | |
c转: | 0.06 | 0.12 | 0.06 | |
c平: | 0.04 | 0.08 | 0.06 |
则此温度下化学平衡常数K= ≈234.4;
所以答案是:234.4;③A.该反应左右两边均为气体且气体分子总数不等,容器内气体压强改变,不再改变时,反应达到平衡,故A正确;
B.容器内混合气体的总质量不变,恒容气体体积不变,则密度始终不变,故B错误;
C.CH2=CHCH=CH2(g)和H2(g)的体积分数之比为1:2并保持不变,故C错误;
D.容器内混合气体的总质量不变,气体总的物质的量减小,平均摩尔质量改变,不再改变时,反应达到平衡,故D正确;
所以答案是:AD;(3)①反应Ⅱ.CH3C≡CCH3(g)+2H2(g)→CH3CH2CH2CH3(g)是个气体体积减小的反应,增大压强,平衡正向移动,②CH3C≡CCH3的转化率增大,从图可知,相同温度下,P1 的转化率大于的P2转化率,则P1>P2;
所以答案是:>;
②a、b两点的温度相同,则化学平衡常数相等;
所以答案是:=.
【考点精析】认真审题,首先需要了解化学平衡状态的判断(状态判断:①v(B耗)=v(B生)②v(C耗):v(D生)=x : y③c(C)、C%、n(C)%等不变④若A、B、C、D为气体,且m+n≠x+y,压强恒定⑤体系颜色不变⑥单位时间内某物质内化学键的断裂量等于形成量⑦体系平均式量恒定(m+n ≠ x+y)等),还要掌握化学平衡的计算(反应物转化率=转化浓度÷起始浓度×100%=转化物质的量÷起始物质的量×100%;产品的产率=实际生成产物的物质的量÷理论上可得到产物的物质的量×100%)的相关知识才是答题的关键.