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）△H=120kJ?mol^-1温度T℃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0.50mol H₂（g）和0.50mol 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”），且该反应

 

（填序号①“向生成C₈H₁₀方向移动”、②“向生成H₂方向移动”或③“平衡不移动”）
（4）对于反应C₈H₁₀（g）?C₈H₈（g）+H₂（g），下列说法正确的是

 

A、恒温恒容条件下C₈H₁₀（g）和C₈H₈（g）生成速率相等能说明该反应达到平衡状态
B、压强增大该反应的平衡常数也增大
C、在恒温恒压条件下，有2mol C₈H₁₀（g）在容器中完全反应，该反应的反应热为△H₁，另有4mol C₈H₁₀（g）在容器中完全反应，该反应的反应热为△H₂，则△H₂=2△H₁
D、T℃时，当C（C₈H₁₀）：C（C₈H₈）：C（H₂）=1：1：1反应达到平衡．

Answer 1

考点：化学平衡的计算

专题：化学平衡专题

分析：（1）根据v=

△c

△t

计算；
（2）30min到40min时，n（C₈H₈）不再变化，说明30min时反应达到平衡状态，根据平衡常数计算公式计算；
（3）转化率=

消耗量

起始量

×100%；根据

c(C8H10)

C(C8H8)?c(H2)

和平衡常数K比较大小，判断平衡移动方向；
（4）A、恒温恒容条件下C₈H₁₀（g）和C₈H₈（g）生成速率相等，说明正逆反应速率相等，该反应达到平衡状态；
B、平衡常数只与温度有关，压强增大该反应的平衡常数不变；
C、反应热只与反应物和生成物有关，和量无关；
D、反应达到平衡状态时各物质的浓度之比决定于开始加入各物质的多少，与平衡状态无关．

解答： 解：（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
变化（mol） 0.16       0.16    0.16
20min（mol） 0.24      0.16    0.16
v（H₂）=

0.16mol 2L

20min

=0.004mol/（L?min）
故答案为：0.004mol/（L?min）；
（2）C₈H₁₀（g）?C₈H₈（g）+H₂（g）
起始（mol/L） 0.20        0        0
变化（mol/L） 0.10       0.10     0.10
30min（mol/L） 0.10      0.10     0.10
化学平衡常数K=

c(C8H10)

C(C8H8)?c(H2)

=

0.10×0.10

0.10

=0.1；
故答案为：0.1；
（3）根据C₈H₁₀（g）?C₈H₈（g）+H₂（g）△H=120kJ?mol^-1，可知 C₈H₈（g）+H₂（g）?C₈H₁₀（g）△H=-120kJ?mol^-1，有30kJ热量放出时，消耗的H₂量为0.25mol，所以氢气转化率=

0.25mol

0.50mol

×100%=50%；
根据（2）计算平衡常数=0.1，知 C₈H₈（g）+H₂（g）?C₈H₁₀（g）的平衡常数为10，
             C₈H₈（g）+H₂（g）?C₈H₁₀（g）
起始（mol/L） 0.25    0.25      0
变化（mol/L） 0.125   0.125   0.125
某时刻（mol/L） 0.125 0.125   0.125

c(C8H10)

C(C8H8)?c(H2)

=

0.125

0.125×0.125

=8＜10，反应未达平衡状态，向正方向移动，正反应速率大于逆反应速率；
故答案为：50%；否；①；
（4）对于反应C₈H₁₀（g）?C₈H₈（g）+H₂（g），
A、恒温恒容条件下C₈H₁₀（g）和C₈H₈（g）生成速率相等，说明正逆反应速率相等，该反应达到平衡状态，故A正确；
B、平衡常数只与温度有关，压强增大该反应的平衡常数不变，故B错误；
C、反应热只与反应物和生成物有关，和量无关，故C错误；
D、反应达到平衡状态时各物质的浓度之比决定于开始加入各物质的多少，与平衡状态无关，故D错误；
故答案为：A．

点评：本题考查化学平衡有关计算问题，题目难度中等，本题易错点为（4），注意平衡常数只与温度有关．