Question

【题目】1，2-二氯丙烷(CH2ClCHClCH3)是一种重要的化工原料，工业上可用丙烯加成法制备，主要副产物为3-氯丙烯(CH2=CHCH2Cl)，反应原理为：

I．CH2=CHCH3(g)+Cl2(g) CH2ClCHClCH3(g) H1=-134kJ·mol-1

II．CH2=CHCH3(g)+Cl2(g) CH2=CHCH2Cl(g)+HCl(g) H2=-102kJ·mol-1

请回答下列问题：

(1)已知CH2=CHCH2Cl(g)+HCl(g) CH2ClCHClCH3(g)的活化能Ea(正)为132kJ·mol-1，则该反应的活化能Ea(逆)为___________kJ·mol-1。

(2)一定温度下，密闭容器中发生反应I和反应II，达到平衡后增大压强，CH2ClCHClCH3的产率____________（填“增大”“减小”或“不变”），理由是_________________________________。

(3)起始时向某恒容绝热容器中充入1 mol CH2=CHCH3和1 mol Cl2发生反应II，达到平衡时，容器内气体压强_________________（填“增大”“减小”或“不变”）。

(4)某研究小组向密闭容器中充入一定量的CH2=CHCH3和Cl2，分别在A、B两种不同催化剂作用下发生反应，一段时间后测得CH2ClCHClCH3的产率与温度的关系如图所示。p点是否为对应温度下CH2ClCHClCH3的平衡产率，_________填“是”或“否”）判断理由是_______________________。

(5)一定温度下，向恒容密闭容器中充入等物质的量的CH2=CHCH3(g)和Cl2(g)。在催化剂作用下发生反应I，容器内气体的压强随时间的变化如下表所示。

时间/min	0	60	120	180	240	300	360
压强/kPa	80	74.2	69.4	65.2	61.6	57.6	57.6

①用单位时间内气体分压的变化来表示反应速率，即，则前120min内平均反应速率v(CH2ClCHClCH3)=__________ kPa·min-1。(保留小数点后2位)。

②该温度下，若平衡时HCl的体积分数为，则丙烯的平衡总转化率____________；反应I的平衡常数Kp=____________________kPa-1(Kp为以分压表示的平衡常数，保留小数点后2位)。

Answer 1

【答案】164 增大 反应I是一个气体物质的量减小的反应，达到平衡后增大压强，反应I正向移动，CH2ClCHClCH3的产率增大 增大 否 因为生成CH2ClCHClCH3的反应为放热反应，温度越低平衡转化率越高，而450℃的产率高于p点产率，所以p点不是对应温度下CH2ClCHClCH3的平衡产率 0.09 74% 0.21

【解析】

(1)用反应I－反应II得到CH2=CHCH2Cl(g)+HCl(g) CH2ClCHClCH3(g) △H=-32kJ·mol-1，△H= Ea(正) —Ea(逆)= 132kJ·mol-1-Ea(逆)= -32kJ·mol-1，Ea(逆)= 164kJ·mol-1。答案为：164；

(2)反应I是一个气体物质的量减小的反应，反应II气体物质的量不变，达到平衡后增大压强，反应I正向移动，CH2ClCHClCH3的产率增大。答案为：增大；反应I是一个气体物质的量减小的反应，达到平衡后增大压强，反应I正向移动，CH2ClCHClCH3的产率增大；

(3)反应II为放热反应，由于体系为绝热容器，随着反应进行，体系的温度升高，容器内气体压强增大。答案为：增大；

(4)p点不是对应温度下CH2ClCHClCH3的平衡产率，因为生成CH2ClCHClCH3的反应为放热反应，温度越低平衡转化率越高，而450℃的产率高于p点产率，所以p点不是对应温度下CH2ClCHClCH3的平衡产率。答案为：否；因为生成CH2ClCHClCH3的反应为放热反应，温度越低平衡转化率越高，而450℃的产率高于p点产率，所以p点不是对应温度下CH2ClCHClCH3的平衡产率；

(5)①压强的减小由反应I引起CH2=CHCH3(g)+Cl2(g) CH2ClCHClCH3(g)反应120min的压强的变化为10.6kPa，故v(CH2ClCHClCH3)==0.09 kPa·min-1；

②设起始CH2=CHCH3(g)和Cl2(g)的物质的量各为1mol，平衡时气体的总物质的量为=1.44 mol，生成的n(CH2ClCHClCH3)=0.56 mol，反应I消耗的CH2=CHCH3(g)和Cl2(g)的物质的量各为0.56 mol，根据平衡时HCl的体积分数为，计算反应Ⅱ生成的n(HCl)= n(CH2=CHCH2Cl)=0.18mol，参与反应的CH2=CHCH3(g)和Cl2(g)的物质的量各为0.18 mol ，则丙烯的平衡总转化率=74%；平衡时，反应CH2=CHCH3(g)+Cl2(g) CH2ClCHClCH3(g)中，n(CH2=CHCH3)=n(Cl2)=1mol-(0.56mol+0.18mol)=0.26mol，n(CH2ClCHClCH3)=0.56 mol。Kp==0.21。答案为：0.09；74%；0.21。