Question

【題目】乙基環(huán)己烷常用作氣相色譜對(duì)比樣品，也用于有機(jī)合成。

(1)乙基環(huán)己烷(C8H16)脫氫制苯乙炔(C8H6)的熱化學(xué)方程式如下：

①C8H16(l)C8H10(l)+3H2(g)　ΔH1＞0

②C8H10(l)C8H6(l)+2H2(g)　ΔH2＝a kJ·mol-1

③C8H6(l)+5H2(g)C8H16(l)　ΔH3＝b kJ·mol-1

則反應(yīng)①的ΔH1為__________(用含a、b的代數(shù)式表示)，有利于提高上述反應(yīng)①的平衡轉(zhuǎn)化率的條件是____(填字母)。

A．高溫高壓　　　　B．低溫低壓　　　　C．高溫低壓　　　　D．低溫高壓

(2)不同壓強(qiáng)和溫度下乙基環(huán)己烷的平衡轉(zhuǎn)化率如下圖所示。

①在相同壓強(qiáng)下升高溫度，未達(dá)到新平衡前，v正____(填“大于”“小于”或“等于”)v逆。

②研究表明，既升高溫度又增大壓強(qiáng)，C8H16(l)的轉(zhuǎn)化率也升高，理由可能是____。

(3)t ℃，向恒容密閉反應(yīng)器中充入1．00 mol C8H16(l)進(jìn)行催化脫氫，測得液態(tài)C8H10(l)和C8H6(l)的產(chǎn)率x1和x2(以物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)計(jì))隨時(shí)間變化關(guān)系如下圖所示。

①在8 h時(shí)，反應(yīng)體系內(nèi)氫氣的量為_____mol(忽略其他副反應(yīng))，液態(tài)C8H16(l)的轉(zhuǎn)化率是_________。

②x1顯著低于x2的原因是_____________。

Answer 1

【答案】(－b－a)kJ·mol－1 C 大于 升高溫度時(shí)平衡正向移動(dòng)的程度大于加壓時(shí)平衡逆向移動(dòng)的程度(敘述合理即可) 1．951 40．1％ C8H16(l)轉(zhuǎn)換為C8H6(l)的活化能小，反應(yīng)速率很快，生成的C8H10(l)大部分轉(zhuǎn)化為C8H6(l)，因此x1顯著低于x2

【解析】

（1）根據(jù)蓋斯定律可知，①=-（②+③），故ΔH1=-（a+b）kJ·mol－1；該反應(yīng)ΔS>0，ΔH>0，故可采用高溫低壓使平衡正向程度增大，提高轉(zhuǎn)化率；

（2）①由圖分析可知，升高溫度，乙基環(huán)己烷的轉(zhuǎn)化率增大，即升高溫度，平衡正向移動(dòng)，故升高溫度，達(dá)到新平衡前，v正大于v逆；

②升高溫度，平衡正向移動(dòng)，增大壓強(qiáng)，平衡逆向移動(dòng)，但升高溫度導(dǎo)致正向移動(dòng)程度大于增大壓強(qiáng)導(dǎo)致逆向移動(dòng)程度時(shí)，C8H16(l)的轉(zhuǎn)化率會(huì)升高；

（3）①參加反應(yīng)的C8H16(l)為1mol，8h時(shí)，C8H6(l)的產(chǎn)量為0.374，其物質(zhì)的量為0.374mol，C8H10(l)的產(chǎn)量為0.027，其物質(zhì)的量為0.027mol，則反應(yīng)生成的氫氣的量為n（H2）=3×（0.027mol+0.374mol）+2×0.374mol=1.951mol；n（C8H10(l)）+n（C8H6(l)）=0.401mol，故液態(tài)C8H16(l)的轉(zhuǎn)化率是；

②x1顯著低于x2的原因是C8H16(l)轉(zhuǎn)換為C8H6(l)的活化能小，反應(yīng)速率很快，生成的C8H10(l)大部分轉(zhuǎn)化為C8H6(l)，因此x1顯著低于x2。