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=120kJ·mol-1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0.40 molH2(g)和0.40molC8H8(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”）。

（4）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。

①由图Ⅰ可知，T1________T2(填“大于”、“小于”或“等于”)。

②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】4×10-3mol.L-1.min-10.1062.5%否大于越大随着水蒸气的加入，扩大了容器体积，相当于对反应体系减小压强（或使Q<K），从而使平衡右移，转化率增大。

【解析】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0.24mol，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)= =0.004mol/(Lmin)，故答案为：0.004mol/(Lmin)；

(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= = =0.10；故答案为：0.10；

(3)根据C8H10(g)C8H8(g)+H2(g)，△H=120kJ·mol-1，可知 C8H8(g)+H2(g)C8H10(g) △H=-120kJmol-1，有30kJ热量放出时，消耗的H2量为0.25mol，所以氢气转化率= ×100%= ×100%=62.5%；根据(2)知，C8H8(g)+H2(g)C8H10(g)的平衡常数为 =10，

C8H8(g)+H2(g)C8H10(g)

起始(mol/L) 0.2 0.2 0

变化(mol/L) 0.125 0.125 0.125

某时刻(mol/L) 0.75 0.75 0.125

= =≠10，反应不是平衡状态；故答案为：62.5%；否；

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；故答案为：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；故答案为：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。