Question

【题目】乙苯(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乙苯充入1 L真空密闭容器中发生上述反应，测定不同时间该容器内物质的物质的量，得到数据见下表：

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的平均生成速率是__________。

（2）该温度下，反应从开始到平衡的过程中共从环境吸收__________kJ热量。

（3）若保持反应条件不变，用0.40 mol H2(g)和0.40 mol C8H8(g)合成C8H10(g)，当有25 kJ热量放出时，该反应中H2的转化率是______，此时该反应的方向是________(填“正向” 或“ 逆向”)。

Ⅱ.氢化热是指在一定条件下，1 mol不饱和化合物加氢时放出的热量，表中是环己烯(g)、1，3-环己二烯(g)和苯的氢化热数据：

物质	＋H2	＋2H2	＋3H2
氢化热(kJ/mol)	119.7	232.7	208.4

（4）1，3-环己二烯的稳定性________(填“大于”“小于”或“等于”)苯。

（5）某有机物是苯的同分异构体，其分子中的碳碳键角只有60度和90度两种。请写出这种有机物的键线式结构________，它在核磁共振氢谱上会产生________个吸收峰 。

（6）与环己烯互为同分异构体的炔烃共有________种(不考虑立体异构)。

Answer 1

【答案】 0.007 mol·L－1·min－1 20 50% 正向 小于 1 7

【解析】（1）当反应进行到20 min时消耗乙苯0.40mol－0.26mol＝0.14mol，根据方程式可知生成氢气是0.14mol，浓度是0.14mol/L，所以该段时间内H2的平均生成速率是0.14mol/L÷20min＝0.007 mol·L－1·min－1。（2）根据表中数据可知平衡时生成苯乙烯是0.16mol，所以该温度下，反应从开始到平衡的过程中共从环境吸收0.16mol×125 kJ·mol－1＝20kJ热量。（3）当有25 kJ热量放出时，消耗氢气是25 kJ÷125 kJ·mol－1＝0.2mol，所以氢气的转化率是0.2/0.4×100%＝50%，此时该反应的方向是正向；（4）根据题干信息可知①C6H8+2H2→C6H12 △H＝－232.7kJ/mol，②C6H6+3H2→C6H12 △H＝－208.4kJ/mol，依据盖斯定律②－①得到：C6H6+H2→C6H8 △H＝＋24.3kJ/mol，即苯转化为1，3环己二烯吸热，因此苯的能量低于1，3环己二烯，所以苯的稳定性强；（5）某有机物是苯的同分异构体，其分子中的碳碳键角只有60度和90度两种，所以这种有机物的键线式结构为，它在核磁共振氢谱上会产生1个吸收峰。（6）与环己烯互为同分异构体的炔烃共有CH≡CCH2CH2CH2CH3、CH3C≡CCH2CH2CH3、CH3CH2C≡CCH2CH3、CH≡CCH2CH(CH3)2、CH≡CCH(CH3)CH2CH3、CH≡CC(CH3)3、CH3C≡CCH(CH3)2，共计7种。