Question

【題目】乙苯是一種用途廣泛的有機(jī)原料，可制備多種化工產(chǎn)品。

(一)制備苯乙烯(原理如反應(yīng)I所示):

（1）工業(yè)上，在恒壓設(shè)備中進(jìn)行反應(yīng)I時，常在乙苯蒸氣中通入一定量的水蒸氣。用化學(xué)平衡理論解釋通入水蒸氣的原因為 。

（2）從體系自由能變化的角度分析，反應(yīng)I在____(填“高溫”或“低溫”)下有利于其自發(fā)進(jìn)行。

(二)制備α-氯乙基苯(原理如反應(yīng)II所示):

（3）T℃時，向10 L恒容密閉容器中充入2mol乙苯(g)和2 mol Cl2(g)發(fā)生反應(yīng)Ⅱ，5 min時達(dá)到平衡，乙苯和Cl2、α-氯乙基苯和HC1的物質(zhì)的量濃度(c)隨時間(t)變化的曲線如圖l所示：

①0—5 min內(nèi)，以HC1表示的該反應(yīng)速率v(HCl)=____ 。

②T℃時，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=____ 。

③6 min時，改變的外界條件為________。

④10 min時，保持其他條件不變，再向容器中充入1mol乙苯、1 mol Cl2、1 mol α-氯乙基苯 和l mol HCl，12 min時達(dá)到新平衡。在圖2中畫出10-12 min，Cl2和HCl的濃度變化曲線(曲線上標(biāo)明Cl2和HCl)；0—5 min和0—12 min時間段，Cl2的轉(zhuǎn)化率分別用α1、α2 表示，則αl α2(填“>”、“<”或“=”)。

Answer 1

【答案】（1）該反應(yīng)正向為氣體分子數(shù)增大的反應(yīng)，入水蒸氣需增大容器容積，減小體系壓強(qiáng)，平衡正向移動，增大反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率。（2）高溫（3）①0.032 mol·L－1·min－1 ；②16； ③升高溫度

④；＞

【解析】

試題分析：（1）正反應(yīng)為氣體分子數(shù)增大的反應(yīng)，保持壓強(qiáng)不變，加入水蒸氣，容器體積應(yīng)增大，等效為降低壓強(qiáng)，平衡向正反應(yīng)方向移動；故答案為：該反應(yīng)正反應(yīng)為氣體分子數(shù)增大的反應(yīng)，保持壓強(qiáng)不變，加入水蒸氣，容器體積應(yīng)增大，等效為降低壓強(qiáng)，平衡向正反應(yīng)方向移動，提高乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率；

（2）反應(yīng)I的△S＞0，根據(jù)ΔG=ΔH－TΔS，該反應(yīng)在高溫下有利于其自發(fā)進(jìn)行，故答案為：高溫

（3） ①0—5 min內(nèi)，以HC1表示的該反應(yīng)速率v(HCl)== 0.032 mol·L－1·min－1，故答案為：0.032 mol·L－1·min－1；

②T℃時，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=c(α-氯乙基苯)c(HC1)/c(Cl2)c(乙苯)==16，故答案為：16；

③6 min時，平衡向右移動，反應(yīng)物核外生成物的濃度沒有發(fā)生突變，根據(jù)該反應(yīng)正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，因此改變的外界條件為升高溫度，故答案為：升高溫度；

④10 min時，保持其他條件不變，再向容器中充入1mol乙苯、1 mol Cl2、1 mol α-氯乙基苯 和l mol HCl，12 min時，四種物質(zhì)的濃度分別變?yōu)?/span>c(α-氯乙基苯)=0.28mol/L，c(HC1) =0.28mol/L，c(Cl2) =0.12mol/L，c(乙苯) =0.12mol/L，假設(shè)反應(yīng)的C12的濃度為x

開始（mol/L）0.12 0.12 0.28 028

反應(yīng) x x x x

平衡 0.12-x 0.12-x 0.28+x 0.28+x

則=16，解得x=0.04，10-12 min，Cl2和HCl的濃度變化曲線為，0—5 min，Cl2的轉(zhuǎn)化率α1=×100%=80%，0—12 min時間段，Cl2的轉(zhuǎn)化率α2=×100%=73%，則αl＞α2，故答案為：；＞。