Question

（16分）Ⅰ.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) ΔH＝120 kJ·mol－1。某溫度下，將0.40 mol苯乙烷，充入2 L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20 min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0.50 mol H2(g)和0.50 mol C8H8(g)合成C8H10(g)，當有30 kJ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2 mol C8H10(g)在容器中完全反應，該反應的反應熱為ΔH1，另有4 mol C8H10(g)在容器中完全反應，該反應的反應熱為ΔH2，則ΔH2=2ΔH1

Ⅱ.在一容積為2 L的密閉容器內(nèi)加入0.2 mol的N2和0.6 mol的H2，在一定條件下發(fā)生如下反應：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH＜0，反應中NH3的物質(zhì)的量濃度的變化情況如下圖：

（1）反應達到平衡后，第5分鐘末，保持其它條件不變，若改變反應溫度，則NH3的物質(zhì)的量濃度不可能為________。

①0.20 mol·L－1 ②0.12 mol·L－1 ③0.10 mol·L－1 ④0.08 mol·L－1

（2）在第5分鐘末將容器的體積縮小一半后，若在第8分鐘末達到新的平衡(此時NH3的濃度約為0.25 mol·L－1)，請在上圖中畫出第5分鐘末達到此平衡時NH3濃度的變化曲線。

 

Answer 1

Ⅰ、（1）0.004 mol·L－1·min－1 （2）0.1 （3）50% 否 大于 （4）A Ⅱ、（1）①③

（2）如圖所示

【解析】

試題解析：Ⅰ.（1）20min時，C8H10的物質(zhì)的量為0.24mol，變化的物質(zhì)的量為0.40mol-0.24mol=0.16mol，根據(jù)方程式C8H10(g)C8H8(g) ＋H2(g)可知，生成C8H80.14mol，則：

C8H10(g)C8H8(g) ＋H2(g)

起始：0.40mol 0 0

轉(zhuǎn)化： 0.16mo 0.16mol 0.16mol

20min: 0.24mol 0.16mol 0.16mol

20min時：c（H2）=0.08mol/L，v(H2)==0.004 mol·L－1·min－1 ；

（2）30min時反應建立平衡，n（C8H8）=0.20mol,則：

C8H10(g)C8H8(g) ＋H2(g)

起始： 0.40mol 0 0

轉(zhuǎn)化： 0.20mo 0.20mol 0.20mol

30min: 0.20mol 0.20mol 0.20mol

平衡狀態(tài)下，c（C8H10）=0.1mol/L，c（C8H8）=0.1mol/L，c（H2）=0.1mol/L，k==0.1；

（3）原反應的逆反應為：C8H8(g)＋H2(g)C8H10(g) ΔH＝-120 kJ·mol－1，平衡常數(shù)K逆==10。反應放出30 kJ熱量時，消耗0.25mol氫氣，則：

C8H8(g) ＋ H2(g) C8H10(g)

起始：0.50mol 0.50mol 0

轉(zhuǎn)化：0.25mol 0.25mol 0.25mol

末態(tài):0.25mol 0.25mol 0.25mol

氫氣的轉(zhuǎn)化率=×100%=50%；c（C8H10）=0.125mol/L，c（C8H8）=0.125mol/L，c（H2）=0.125mol/L，Qc==0.125<K逆，故反應沒有達到平衡狀態(tài)，且正在向正向進行，故正反應速率大于逆反應速率；（4）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；平衡常數(shù)只受溫度影響，不受壓強影響，故B錯誤；ΔH與反應物的用量無關(guān)，故C錯誤；故選A；Ⅱ.（1）5分鐘末，氨氣的濃度為0.1mol/L，改變溫度，平衡發(fā)生移動，氨氣濃度肯能增大，也可能減小，但因為氮氣和氫氣不能完全反應，氨氣濃度不可能達到0.2mol/L,故選①③；（2）在第5分鐘末將容器的體積縮小一半，氨氣濃度變?yōu)?.2mol/L,此后平衡向正向移動，氨氣濃度又逐漸增大，至8分鐘末達到新的平衡時等于0.25 mol·L－1，故圖像為：

。

考點：化學反應速率、化學平衡移動、化學平衡常數(shù)