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＞0 Ⅰ．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[来源：]	n3
n（C8H8）/mol	0.00	0.10	n1	0.16	0.16

（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 ．

化学键	C﹣H	C﹣C	C=C	H﹣H
键能/kJmol1	412.5	348	612	436

（3）已知： 计算上述反应的△H=kJmol﹣1 ． 若保持其他条件不变，用0.40mol 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，T1T2（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）0.0035mol/（L?min）
（2）0.053
（3）125；60%；是
（4）大于
（5）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
【解析】解：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0.26mol，减少了0.14mol，

	C8H10（g）	C8H8（g）+	H2（g）
起始（mol）	0.40	0	0
变化（mol）	0.14	0.14	0.4
20min（mol）	0.26	0.14	0.14

v（H2）= =0.0035mol/（Lmin）
所以答案是：0.0035mol/（Lmin）；
（2）

	C8H10（g）	C8H8（g）+	H2（g）
起始（mol/L）	0.20	0	0
变化（mol/L）	0.08	0.08	0.08
30min（mol/L）	0.12	0.08	0.08

化学平衡常数K= = =0.053；
所以答案是：0.053；（3）C8H10（g）C8H8（g）+H2（g），反应焓变△H=反应物键能总和﹣生成物键能总和=10×412.5+4×348+3×612﹣8×412.5﹣3×348﹣4×612﹣436=125KJ/mol，根据C8H10（g）C8H8（g）+H2（g）△H=125kJmol﹣1 ， 可知 C8H8（g）+H2（g）C8H10（g）△H=﹣125kJmol﹣1 ， 有30kJ热量放出时，消耗的H2量为0.24mol，所以氢气转化率= ×100%= ×100%=60%；
根据（2）知：平衡常数=0.053，则C8H8（g）+H2（g）C8H10（g）的平衡常数为 =18.75，

	C8H8（g）+	H2（g）	C8H10（g）
起始（mol/L）	0.2	0.2	0
变化（mol/L）	0.12	0.12	0.12
某时刻（mol/L）	0.08	0.08	0.12

= =18.75=18.75，反应达到平衡状态；
所以答案是：125；60%；是；Ⅱ．（4）C8H10（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；所以答案是：大于；（5）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：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】解答此题的关键在于理解反应速率的定量表示方法的相关知识，掌握反应速率的单位：mol/(L·min)或mol/(L·s) v=△c-△t，以及对化学平衡状态本质及特征的理解，了解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）．