Question

【题目】乙苯是一种用途广泛的有机原料，可制备多种化工产品。

(一)制备苯乙烯(原理如反应I所示):

（1）工业上，在恒压设备中进行反应I时，常在乙苯蒸气中通入一定量的水蒸气。用化学平衡理论解释通入水蒸气的原因为 。

（2）从体系自由能变化的角度分析，反应I在____(填“高温”或“低温”)下有利于其自发进行。

(二)制备α-氯乙基苯(原理如反应II所示):

（3）T℃时，向10 L恒容密闭容器中充入2mol乙苯(g)和2 mol Cl2(g)发生反应Ⅱ，5 min时达到平衡，乙苯和Cl2、α-氯乙基苯和HC1的物质的量浓度(c)随时间(t)变化的曲线如图l所示：

①0—5 min内，以HC1表示的该反应速率v(HCl)=____ 。

②T℃时，该反应的平衡常数K=____ 。

③6 min时，改变的外界条件为________。

④10 min时，保持其他条件不变，再向容器中充入1mol乙苯、1 mol Cl2、1 mol α-氯乙基苯 和l mol HCl，12 min时达到新平衡。在图2中画出10-12 min，Cl2和HCl的浓度变化曲线(曲线上标明Cl2和HCl)；0—5 min和0—12 min时间段，Cl2的转化率分别用α1、α2 表示，则αl α2(填“>”、“<”或“=”)。

Answer 1

【答案】（1）该反应正向为气体分子数增大的反应，入水蒸气需增大容器容积，减小体系压强，平衡正向移动，增大反应物的转化率。（2）高温（3）①0.032 mol·L－1·min－1 ；②16； ③升高温度

④；＞

【解析】

试题分析：（1）正反应为气体分子数增大的反应，保持压强不变，加入水蒸气，容器体积应增大，等效为降低压强，平衡向正反应方向移动；故答案为：该反应正反应为气体分子数增大的反应，保持压强不变，加入水蒸气，容器体积应增大，等效为降低压强，平衡向正反应方向移动，提高乙苯的平衡转化率；

（2）反应I的△S＞0，根据ΔG=ΔH－TΔS，该反应在高温下有利于其自发进行，故答案为：高温

（3） ①0—5 min内，以HC1表示的该反应速率v(HCl)== 0.032 mol·L－1·min－1，故答案为：0.032 mol·L－1·min－1；

②T℃时，该反应的平衡常数K=c(α-氯乙基苯)c(HC1)/c(Cl2)c(乙苯)==16，故答案为：16；

③6 min时，平衡向右移动，反应物核外生成物的浓度没有发生突变，根据该反应正反应为吸热反应，因此改变的外界条件为升高温度，故答案为：升高温度；

④10 min时，保持其他条件不变，再向容器中充入1mol乙苯、1 mol Cl2、1 mol α-氯乙基苯 和l mol HCl，12 min时，四种物质的浓度分别变为c(α-氯乙基苯)=0.28mol/L，c(HC1) =0.28mol/L，c(Cl2) =0.12mol/L，c(乙苯) =0.12mol/L，假设反应的C12的浓度为x

开始（mol/L）0.12 0.12 0.28 028

反应 x x x x

平衡 0.12-x 0.12-x 0.28+x 0.28+x

则=16，解得x=0.04，10-12 min，Cl2和HCl的浓度变化曲线为，0—5 min，Cl2的转化率α1=×100%=80%，0—12 min时间段，Cl2的转化率α2=×100%=73%，则αl＞α2，故答案为：；＞。