Question

【題目】苯乙烷（C8H10）可生產塑料單體苯乙烯（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真空密閉容器中發生反應，測定不同時間該容器內氣體物質的量，得到數據如下表：

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H2的平均反應速率是。
（2）該溫度下，該反應的化學平衡常數是。
（3）若保持其他條件不變，用0.40 mol H2(g)和0.40mol C8H8(g)合成C8H10(g)，當有30kJ熱量放出時，該反應中H2的轉化率是。此時，該合成反應是否達到了平衡狀態？（填“是”或“否”）。
（4）工業上以高溫水蒸氣作為反應體系的稀釋劑(不參與反應)，C8H10(g)的平衡轉化率與水蒸氣的用量、體系的溫度、壓強的關系如圖Ⅰ、圖Ⅱ所示。

①由圖Ⅰ可知，T1T2(填“大于”、“小于”或“等于”)。
②由圖Ⅱ可知，當其他條件不變時，水蒸氣的用量越大，C8H10的平衡轉化率將(填“越大”、“越小”或“不變”)，原因是。

Answer 1

【答案】
（1）4×10-3mol.L-1.min-1
（2）0.10
（3）62.5%；否
（4）大于；越大；隨著水蒸氣的加入，擴大了容器體積，相當于對反應體系減小
壓強（或使Q<K），從而使平衡右移，轉化率增大。
【解析】I．(1)將0.40mol苯乙烷，充入2L真空密閉容器中發生反應，20min后，剩余0.24mol，減少了0.16mol，

	C8H10(g)	C8H8(g)+	H2(g)
起始（mol）	0.40	0	0
轉化（mol）	0.16	0.16	0.16
20min（mol）	0.24	0.16	0.16

v(H2)= =0.004mol/(Lmin)；
(2)

	C8H10(g)	C8H8(g)+	H2(g)
起始（mol/L）	0.20	0	0
轉化（mol/L）	0.10	0.10	0.10
30min（mol/L）	0.10	0.10	0.10

化學平衡常數K= = =0.10；
(3)根據C8H10(g) C8H8(g)+H2(g)，△H=120kJ·mol-1 ， 可知 C8H8(g)+H2(g) C8H10(g) △H=-120kJmol-1 ， 有30kJ熱量放出時，消耗的H2量為0.25mol，所以氫氣轉化率= ×100%= ×100%=62.5%；根據(2)知，C8H8(g)+H2(g) C8H10(g)的平衡常數為 =10，

	C8H10(g)	C8H8(g)+	H2(g)
起始（mol/L）	0.25	0.25	0
轉化（mol/L）	0.125	0.125	0.125
某時刻（mol/L）	0.125	0.125	0.125

= =8≠10，反應不是平衡狀態；
Ⅱ．(4)①C8H10(g) C8H8(g)+H2(g)△H=125kJmol-1 ， 溫度升高，平衡正向移動，C8H10的轉化率增大，由圖I可知，壓強相同時，T1時C8H10的轉化率大于T2時C8H10的轉化率，故T1大于T2；
②其他條件不變，水蒸氣的用量越大，容器的體積越大，相當于減小了原體系的壓強，平衡正向移動，轉化率增大；
所以答案是：（1）0.004mol/(Lmin)；（2）0.10；（3）62.5%；否；（4）①大于；②越大；水蒸氣的用量越大，容器的體積越大，相當于減小了原體系的壓強，平衡正向移動，轉化率增大
【考點精析】本題主要考查了反應速率的定量表示方法和化學平衡狀態本質及特征的相關知識點，需要掌握反應速率的單位：mol/(L·min)或mol/(L·s) v=△c-△t；化學平衡狀態的特征：“等”即 V正=V逆>0；“動”即是動態平衡，平衡時反應仍在進行；“定”即反應混合物中各組分百分含量不變；“變”即條件改變，平衡被打破，并在新的條件下建立新的化學平衡；與途徑無關，外界條件不變，可逆反應無論是從正反應開始，還是從逆反應開始，都可建立同一平衡狀態（等效）才能正確解答此題．