Question

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)　ΔH＝125 kJ·mol－1

Ⅰ.某温度下，将0.40 mol苯乙烷，充入2 L真空密闭容器中发生反应，测定不同时间该容器内物质的量，得到数据如下表：

时间/min	0	10	20	30	40
n(C8H10)/mol	0.40	0.30	0.26	n2	n3
n(C8H8)/mol	0.00	0.10	n1	0.16	0.16

(1)当反应进行到20 min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0.40 mol C8H8(g)合成C8H10(g)，当有30 kJ热量放出时，该反应中H2的转化率是________________。此时，该反应是否达到了平衡状态？________(填“是”或“否”)。

Ⅱ.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。

(4)由图Ⅰ可知，T1________T2(填“大于”、“小于”或“等于”)。

(5)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)0.003 5 mol·L－1·min－1

(2)4/75或0.053

(3)60%　是　(4)大于

(5)越大　随着水蒸气的加入，扩大了容器的容积，相当于对反应体系减小压强(或使得浓度商Q＜K)平衡右移，转化率增大

解析　(1)v(H2)＝v(C8H10)＝＝0.0035 mol·L－1·min－1

(2)　　　　　　C8H10(g)C8H8(g)＋H2(g)

起始/mol·L－1  0.20  0  0

平衡/mol·L－1  0.12  0.08  0.08

K＝＝

(3)　　　　　C8H8(g)＋H2(g)C8H10(g)

起始/mol  0.40  0.40  0

某时刻/mol  0.40－x  0.40－x  x

125 kJ·mol－1×x＝30 kJ

x＝0.24 mol

α(H2)＝×100%＝60%

Q＝＝＝，所以处于平衡状态。

(4)升温，平衡右移，C8H10的平衡转化率增大，所以T1大于T2。

(5)随着水蒸气的加入，扩大了容器的容积，相当于对反应体系减小压强，平衡右移，转化率增大。