Question

【题目】乙苯()是重要的化工原料，工业上利用乙苯可以制备苯乙烯和β-氯苯乙烷:

乙苯脱氢制苯乙烯:

△H1=akJ/mol

乙苯氯化制β-氯苯乙烷:

△H2=bkJ/mol

回答下列问题:

(1)利用下表提供的数据计算a=_____。乙苯脱氢制苯乙烯的反应在_____(填“高温”或“低温”)有利于其自发进行。

化学键	C-H	C-C	H-H	C=C
键能/kJ/mol	412	348	436	612

(2)已知

+HCl(g) △H=-54kJ/mol

H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) △H=-185kJ/mol 则b=______________。

(3)T℃，将nmol乙苯加入到体积为V L的恒容容器中，发生脱氢反应，容器内压强随时间变化如下表所示:

时间/min	0	10	20	30	40
压强/×100 kPa	1.0	1.2	1.3	1.4	1.4

平衡时容器内气体的总物质的量为______，乙苯的转化率为______%。

(4)工业由乙苯脱氢制苯乙烯实际上是在恒压密闭容器中进行的。将m mol乙苯通入某恒压密闭容器中(反应过程中维持压强为p),乙苯的平衡转化率随温度变化如右图所示:

①在a点所示的条件下，向该容器中通入25L水蒸气，则乙苯的转化率______(填“变大”“变小”或不变)，生成苯乙烯的速率________(填“变大”“变小”或不变)。

②b点气体总体积______(填“<”“>”或“=”)c 点气体总体积。

③c点平衡常数Kp=_______(用平衡分压代替平衡浓度，平衡分压=物质的量分数×总压)。

Answer 1

【答案】 +124 高温 -115 1.4nmol 40 变大 变小 <

【解析】(1)根据方程式，变化的化学键有断开了2个C-H键，C-C变成了C=C，形成了1个H-H，根据下表数据，△H=反应物总键能-生成物总键能=2×412+348-436-612=+124 kJ/mol；乙苯脱氢制苯乙烯的反应中△H＞0，△S＞0，根据△G=△H-T△S＜0反应自发进行，因此该反应在高温下才能自发进行，故答案为：+124；高温；

(2)已知①+HCl(g)△H=-54kJ/mol，②H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)△H=-185kJ/mol，③ △H1=+124kJ/mol，根据盖斯定律，将①+②+③得△H2=（-54kJ/mol）+（-185kJ/mol）+（+124kJ/mol）=-115kJ/mol，故答案为：-115；

（3）设反应的乙苯的物质的量为x，

起始（mol） n 0 0

反应（mol） x x x

平衡（mol） n-x x x

根据压强之比=物质的量之比， =1.4，解得x=0.4n，平衡时容器内气体的总物质的量为1.4nmol，乙苯的转化率为×100%=40%，故答案为：1.4nmol；40；

（4）①在a点所示的条件下，向该容器中通入25L水蒸气，容器的体积增大，相当于减小压强，，平衡正向移动，乙苯的转化率变大；减小压强，生成苯乙烯的速率变小，故答案为：变大； 变小；

②根据，乙苯的平衡转化率越大，反应后气体的总体积越大，b点气体总体积＜c点气体总体积，故答案为：＜；

③

起始（mol） m 0 0

反应（mol） 0.6m 0.6m 0.6m

平衡（mol） 0.4m 0.6m 0.6m

平衡分压 p p p

c点平衡常数Kp==p，故答案为： p。