Question

14．1，3-丁二烯（CH₂=CHCH=CH₂）和2-丁炔（CH₃C   CH₃）是重要的有機原料．
已知：Ⅰ．CH₂=CHCH=CH₂（g）+2H₂（g）→CH₃CH₂CH₂CH₃（g）△H₁=-236.6kJ•mol^-1
Ⅱ．CH₃C   CCH₃（g）+2H₂（g）→CH₃CH₂CH₂CH₃（g）△H=-272.7kJ•mol^-1
Ⅲ．C-C的鍵能為348kJ•mol^-1；C=C的鍵能為612kJ•mol^-1
請回答：
（1）CH₂=CHCH=CH₂（g）轉化為CH₃C   CCH₃（g）的熱化學方程式為CH₂=CHCH=CH₂（g）→CH₃C≡CCH₃（g）△H=+36.1kJ•mol^-1．C   C的鍵能為839.9kJ•mol^-1．
（2）T₁℃時，向10L恒容密閉容器中充入1.0molCH₂=CHCH=CH₂（g）和2.0molH₂（g），發(fā)生反應Ⅰ．5min達到平衡，測得容器內CH₃CH₂CH₂CH₃（g）的物質的量為0.60mol．則：
①0～5min內，用H₂表示的該反應速率v（H₂）=0.024mol•L^-1•min^-1．
②T₁℃時，該反應的平衡常數K=234.4（保留四位有效數字）．
③下列事實能說明該反應達到平衡狀態(tài)的是AD（填選項字母）．
A．容器內氣體壓強不再改變
B．容器內氣體密度不在改變
C．CH₂=CHCH=CH₂（g）和H₂（g）的體積分數之比為1：2
D．容器內氣體平均摩爾質量不再改變
（3）一定條件下，向密閉容器中沖入一定量的CH₃C   CCH₃（g）和H₂（g），發(fā)生反應Ⅱ，CH₃C   CCH₃（g）的平衡轉化率（α）與溫度（T）和壓強（P）的關系如圖所示．
①P₁＞P₂（填“＞”“＜”或“=”，下同）
②a、b兩點的平衡常數：K（a）=K（b）．

Answer 1

分析 （1）已知：：Ⅰ．CH₂=CHCH=CH₂（g）+2H₂（g）→CH₃CH₂CH₂CH₃（g）△H₁=-236.6kJ•mol^-1
Ⅱ．CH₃C≡CCH₃（g）+2H₂（g）→CH₃CH₂CH₂CH₃（g）△H=-272.7kJ•mol^-1
由蓋斯定律Ⅰ-Ⅱ可得CH₂=CHCH=CH₂（g）→CH₃C≡CCH₃（g）；設C≡C的鍵能為x，結合C-C的鍵能為348kJ•mol^-1；C=C的鍵能為612kJ•mol^-1計算可得x；
（2）①根據v=$\frac{△c}{△t}$計算；
②計算各物質平衡濃度，根據化學平衡常數為生成物濃度冪之積與反應物濃度冪之積之比計算K；
③化學平衡時：正逆反應速率相等，各物質的含量保持不變，據此分析；
（3）①反應Ⅱ．CH₃C≡CCH₃（g）+2H₂（g）→CH₃CH₂CH₂CH₃（g）是個氣體體積減小的反應，恒容相當于加壓，根據壓強對化學平衡的影響分析；
②溫度不變，化學平衡常數K不變．

解答 解：（1）已知：：Ⅰ．CH₂=CHCH=CH₂（g）+2H₂（g）→CH₃CH₂CH₂CH₃（g）△H₁=-236.6kJ•mol^-1
Ⅱ．CH₃C≡CCH₃（g）+2H₂（g）→CH₃CH₂CH₂CH₃（g）△H=-272.7kJ•mol^-1
由蓋斯定律Ⅰ-Ⅱ可得CH₂=CHCH=CH₂（g）→CH₃C≡CCH₃（g）△H=+36.1kJ•mol^-1；設C≡C的鍵能為x，C-C的鍵能為348kJ•mol^-1；C=C的鍵能為612kJ•mol^-1，反應前后的C-H相等，則x+348×2-612×2-348=-36.1，解得x=839.9kJ•mol^-1；
故答案為：CH₂=CHCH=CH₂（g）→CH₃C≡CCH₃（g）△H=+36.1kJ•mol^-1；839.9；
（2）①平衡時容器內CH₃CH₂CH₂CH₃（g）的物質的量為0.60mol，參加反應的氫氣的物質的量為1.2mol，則0～5min，v（H₂）=$\frac{1.2mol÷10L}{5min}$=0.024mol•L^-1•min^-1；
故答案為：0.024mol•L^-1•min^-1；
②得容器內CH₃CH₂CH₂CH₃（g）的物質的量為0.60mol，列三段式：
  CH₂=CHCH=CH₂（g）+2H₂（g）→CH₃CH₂CH₂CH₃（g）
c始：0.1                          0.2                 0
c轉：0.06                        0.12               0.06
c平：0.04                        0.08               0.06
則此溫度下化學平衡常數K=$\frac{0.06}{0.04×0.0{8}^{2}}$≈234.4；
故答案為：234.4；
③A．該反應左右兩邊均為氣體且氣體分子總數不等，容器內氣體壓強改變，不再改變時，反應達到平衡，故A正確；
B．容器內混合氣體的總質量不變，恒容氣體體積不變，則密度始終不變，故B錯誤；
C．CH₂=CHCH=CH₂（g）和H₂（g）的體積分數之比為1：2并保持不變，故C錯誤；
D．容器內混合氣體的總質量不變，氣體總的物質的量減小，平均摩爾質量改變，不再改變時，反應達到平衡，故D正確；
故答案為：AD；
（3）①反應Ⅱ．CH₃C≡CCH₃（g）+2H₂（g）→CH₃CH₂CH₂CH₃（g）是個氣體體積減小的反應，增大壓強，平衡正向移動，②CH₃C≡CCH₃的轉化率增大，從圖可知，相同溫度下，P₁ 的轉化率大于的P₂轉化率，則P₁＞P₂；
故答案為：＞；
②a、b兩點的溫度相同，則化學平衡常數相等；
故答案為：=．

點評 本題考查了蓋斯定律的應用、化學平衡狀態(tài)的判斷及有關計算、影響化學平衡的因素，題目難度中等，需要學生對基礎知識的掌握，注意計算和單位．