Question

【題目】鹵代烯烴是合成塑料的重要原料，研究合成鹵代烯烴具有重要意義。T℃時，在10 L的密閉容器中充入1mol 2-丁炔(CH3-C≡C-CH3，可用X表示)和1molHCl，以Al2O3為催化劑發(fā)生如下反應：

Ⅰ.CH3-C≡C-CH3(g)+HCl(g) (g) H=akJ/mol(a＜0)

Ⅱ.CH3-C≡C-CH3(g)+HCl(g) (g) H=bkJ/mol(a＜0)

已知B比A更穩(wěn)定，且產物A、B在混合物中的物質的量隨時間變化如圖所示。試回答下列問題。

(1)發(fā)生反應I、Ⅱ的同時，還有反應A轉化為B，且焓變?yōu)?/span>△H'。則△H' ___0(填“>”、“<”或“=”)。

(2)①從反應開始至20 min時生成B的平均速率v(B)=____；

②反應至20 min時CH3-C≡C-CH3的轉化率=____；

③在T℃時，反應I的平衡常數為____。

(3)T℃時，E1和E2分別代表反應I，Ⅱ的正反應活化能。

①由圖得出：E1___E2(填“>”、“<”或“=”)；

②試從反應方向的角度分析，20 min后A的物質的量減小的原因____

(4)其它條件相同時，測出生成A、B 的速率隨溫度變化如圖所示，則提高B在較低溫度下產率的措施是______

Answer 1

【答案】＜ 1×10-3mol/(Lmin) 60% 100 ＜ B的能量低，A轉化為B為放熱反應，有利于A自發(fā)轉化為B 加入低溫下適合生成B的高性能催化劑

【解析】

(1)根據蓋斯定律計算；

(2)①結合圖示，根據v=B的平均速率；

②反應I、Ⅱ都在發(fā)生，反應至20 min時，根據生成A、B的量根據反應推斷CH3-C≡C-CH3的消耗量，轉化率=×100%；

③在T℃時，根據圖像，根據平衡時各物質的量計算反應I的平衡常數；

(3)①結合圖像，根據20min前產物A的量大于B分析；

②根據B比A更穩(wěn)定，A轉化為B為放熱反應分析；

(4)其它條件相同時，相同溫度下生成A、B 的速率不同，反應I、Ⅱ都使用催化劑，從催化劑的活性考慮提高B的生成速率的方法。

(1)已知：

Ⅰ.CH3-C≡C-CH3(g)+HCl(g) (g) H=akJ/mol(a＜0)

Ⅱ.CH3-C≡C-CH3(g)+HCl(g) (g) H=bkJ/mol(a＜0)

根據蓋斯定律，Ⅱ-Ⅰ可得 △H'=(b-a) kJ/mol，已知B比A更穩(wěn)定，則反應Ⅱ放出的熱量比反應I多，故(b-a)＜0，即△H'＜0，反應放熱；

(2)①結合圖示，從反應開始至20 min時生成B的物質的量為0.2mol，根據v=，v(B)==1×10-3mol/(Lmin)；

②反應I、Ⅱ都在發(fā)生，反應至20 min時，根據圖像，生成A、B的量分別為0.2mol、0.4mol，根據反應I、Ⅱ可得CH3-C≡C-CH3的消耗量為0.2mol+0.4mol=0.6mol，轉化率=×100%=×100%=60%；

③反應I的產物為A，在T℃時，根據圖像，平衡時反應I生成A的物質的量為0.1mol，反應Ⅱ生成B的物質的量為0.8mol，則平衡時CH3-C≡C-CH3的物質的量為1mol-0.1mol-0.8=0.1mol，HCl的物質的量為1mol-0.1mol-0.8=0.1mol，反應I平衡常數K==100；

(3)①根據圖像所示，20 min前，A的產量高于B，說明生成產物A的活化能較低，反應速率快，故E1＜E2；

②根據B比A更穩(wěn)定，說明B的能量低，A轉化為B為放熱反應，有利于A自發(fā)轉化為B；

(4)相同溫度下生成A、B 的速率不同，反應I、Ⅱ都使用催化劑，其它條件相同時，催化劑對反應I、Ⅱ生成A、B的催化效果不同，提高B在較低溫度下產率的措施應為加入低溫下適合生成B的高性能催化劑。