Question

苯乙烷（C₈H₁₀）可生產(chǎn)塑料單體苯乙烯（C₈H₈），其反應原理是：C₈H₁₀（g）?C₈H₈（g）+H₂（g）△H=120kJ?mol^-1
某溫度下，將0.40mol苯乙烷，充入2L真空密閉容器中發(fā)生反應，測定不同時間該容器內(nèi)氣體物質(zhì)的量，得到數(shù)據(jù)如下表：

時間/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）當反應進行到20min時，該段時間內(nèi)H₂的平均反應速率是

 

．
（2）該溫度下，該反應的化學平衡常數(shù)是

 

．
（3）若保持其他條件不變，用0.50mol H₂（g）和0.50mol C₈H₈（g）合成C₈H₁₀（g），當有30kJ熱量放出時，該反應中H₂的轉(zhuǎn)化率是

 

．此時，該合成反應是否達到了平衡狀態(tài)？

 

（填“是”或“否”），且正反應速率

 

逆反應速率（填大于、小于或等于）
（4）對于反應C₈H₁₀（g）?C₈H₈（g）+H₂（g），下列說法正確的是

 

A、恒溫恒容條件下C₈H₁₀（g）和C₈H₈（g）生成速率相等能說明該反應達到平衡狀態(tài)
B、壓強增大該反應的平衡常數(shù)也增大
C、在恒溫恒壓條件下，有2mol C₈H₁₀（g）在容器中完全反應，該反應的反應熱為△H₁，另有4mol C₈H₁₀（g）在容器中完全反應，該反應的反應熱為△H₂，則△H₂=2△H₁．

Answer 1

考點：化學平衡的計算

專題：

分析：（1）根據(jù)v=

△c

△t

計算；
（2）30min到40min時，n（C₈H₈）不再變化，說明30min時反應達到平衡狀態(tài)，根據(jù)平衡常數(shù)計算公式計算；
（3）轉(zhuǎn)化率=

消耗量

起始量

×100%；根據(jù)

c(C8H10)

c(C8H8)c(H2)

和平衡常數(shù)K比較大小，判斷平衡移動方向；
（4）A、恒溫恒容條件下C₈H₁₀（g）和C₈H₈（g）生成速率相等，說明正逆反應速率相等，該反應達到平衡狀態(tài)；
B、平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，壓強增大該反應的平衡常數(shù)不變；
C、反應熱只與反應物和生成物有關(guān)，和量無關(guān)．

解答： 解：（1）將0.40mol苯乙烷，充入2L真空密閉容器中發(fā)生反應，20min后，剩余0.24mol，減少了0.16mol，
           C₈H₁₀（g）?C₈H₈（g）+H₂（g）
起始（mol） 0.40        0       0
變化（mol） 0.16        0.16    0.16
20min（mol） 0.24        0.16    0.16
v（H₂）=

△c

△t

=

0.16mol 2L

20min

=0.004mol/（L?min）
故答案為：0.004mol/（L?min）；
（2）C₈H₁₀（g）?C₈H₈（g）+H₂（g）
起始（mol/L） 0.20        0        0
變化（mol/L） 0.10      0.10      0.10
30min（mol/L） 0.10       0.10      0.10
化學平衡常數(shù)K=

c(C8H8)?c(H2)

c(C8H10)

=

0.10×0.10

0.10

=0.1；
故答案為：0.1；
（3）根據(jù)C₈H₁₀（g）?C₈H₈（g）+H₂（g）△H=120kJ?mol^-1，可知 C₈H₈（g）+H₂（g）?C₈H₁₀（g）△H=-120kJ?mol^-1，有30kJ熱量放出時，消耗的H₂量為0.25mol，所以氫氣轉(zhuǎn)化率=

消耗量

起始量

×100%=

0.25mol

050mol

×100%=50%；
根據(jù)（2）計算平衡常數(shù)=0.1，知 C₈H₈（g）+H₂（g）?C₈H₁₀（g）的平衡常數(shù)為10，
              C₈H₈（g）+H₂（g）?C₈H₁₀（g）
起始（mol/L） 0.25      0.25    0
變化（mol/L） 0.125     0.125   0.125
某時刻（mol/L） 0.125     0.125   0.125

c(C8H10)

c(C8H8)c(H2)

=

0.125

0.125×0.125

=8＜10，反應未達平衡狀態(tài)，向正方向移動，正反應速率大于逆反應速率；
故答案為：50%；否；大于；
（4）對于反應C₈H₁₀（g）?C₈H₈（g）+H₂（g），
A、恒溫恒容條件下C₈H₁₀（g）和C₈H₈（g）生成速率相等，說明正逆反應速率相等，該反應達到平衡狀態(tài)，故A正確；
B、平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，壓強增大該反應的平衡常數(shù)不變，故B錯誤；
C、反應熱只與反應物和生成物有關(guān)，和量無關(guān)，故C錯誤．
故答案為：A．

點評：本題考查化學平衡有關(guān)計算問題，題目難度中等，本題易錯點為（4），注意平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)．