Question

【題目】1，2-二氯丙烷(CH2ClCHClCH3)是一種重要的化工原料，工業(yè)上可用丙烯加成法制備，主要副產(chǎn)物為3-氯丙烯(CH2=CHCH2Cl)，反應(yīng)原理為：

I．CH2=CHCH3(g)+Cl2(g)CH2ClCHClCH3(g) H1=-134kJ·mol1

II．CH2=CHCH3(g)+Cl2(g)CH2=CHCH2Cl(g)+HCl(g) H2=-102kJ·mol1

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

(1)已知CH2=CHCH2Cl(g)+HCl(g)CH2ClCHClCH3(g)的活化能Ea(正)為132kJ·mol1，則該反應(yīng)的活化能Ea(逆)為___________kJ·mol1。

(2)一定溫度下，密閉容器中發(fā)生反應(yīng)I和反應(yīng)II，達(dá)到平衡后增大壓強(qiáng)，CH2ClCHClCH3的產(chǎn)率____________（填“增大”“減小”或“不變”），理由是_____________________________。

(3)起始時(shí)向某恒容絕熱容器中充入1mol CH2=CHCH3和1mol Cl2發(fā)生反應(yīng)II，達(dá)到平衡時(shí)，容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)_________________（填“增大”“減小”或“不變”）。

(4)一定溫度下，向恒容密閉容器中充入等物質(zhì)的量的CH2=CHCH3(g)和Cl2(g)。在催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)I，容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)隨時(shí)間的變化如下表所示。

時(shí)間/min	0	60	120	180	240	300	360
壓強(qiáng)/kPa	80	74.2	69.4	65.2	61.6	57.6	57.6

①用單位時(shí)間內(nèi)氣體分壓的變化來(lái)表示反應(yīng)速率，即，則前120min內(nèi)平均反應(yīng)速率v(CH2ClCHClCH3)=__________kPa·min1。(保留小數(shù)點(diǎn)后2位)。

②該溫度下，若平衡時(shí)HCl的體積分?jǐn)?shù)為，則丙烯的平衡總轉(zhuǎn)化率____________；反應(yīng)I的平衡常數(shù)Kp=____________________kPa1(Kp為以分壓表示的平衡常數(shù)，保留小數(shù)點(diǎn)后2位)。

Answer 1

【答案】164 增大 反應(yīng)I是一個(gè)氣體物質(zhì)的量減小的反應(yīng)，達(dá)到平衡后增大壓強(qiáng)，反應(yīng)I正向移動(dòng)，CH2ClCHClCH3的產(chǎn)率增大 增大 0.09 74% 0.21

【解析】

（1）已知：I．CH2=CHCH3(g)+Cl2(g)CH2ClCHClCH3(g) H1=-134kJ·mol1

II．CH2=CHCH3(g)+Cl2(g)CH2=CHCH2Cl(g)+HCl(g) H2=-102kJ·mol1

根據(jù)蓋斯定律I–II得到CH2=CHCH2Cl(g)+HCl(g)CH2ClCHClCH3(g) H=H1H2=-32kJ·mol1，且H=Ea(正)Ea(逆)，則Ea(逆)=164kJ·mol1；

（2）恒溫恒壓密閉裝置中，根據(jù)平衡移動(dòng)原理，增大壓強(qiáng)平衡向氣體粒子數(shù)目減小的方向進(jìn)行，該反應(yīng)往正向移動(dòng)，故CH2ClCHClCH3的產(chǎn)率增大；

（3）根據(jù)氣體狀態(tài)方程PV=nRT，V、n是定值，R是常數(shù)，壓強(qiáng)隨T增大而增大，由于容器是絕熱恒容，與外界沒(méi)有熱量交換，對(duì)于反應(yīng)II正反應(yīng)放熱，體系吸收熱量，絕熱容器的溫度升高，故體系壓強(qiáng)增大；

（4）①恒溫恒容的密閉裝置，初始通入等物質(zhì)的反應(yīng)物初始體系總壓80 kPa，，120min總壓為69.4 kPa，減小量為10.6 kPa，根據(jù)反應(yīng)I方程分析CH2ClCHClCH3分壓10.6 kPa，根據(jù)，v(CH2ClCHClCH3)=kPa·min1；

②設(shè)初始充入等物質(zhì)的量的CH2=CHCH3和Cl2均為1mol，平衡時(shí)刻CH2ClCHClCH3為xmol，生成CH2=CHCH2Cl和HCl均為ymol，由于壓強(qiáng)之比等于氣體物質(zhì)的量之比，有，得x=0.56mol，又有平衡時(shí)HCl的體積分?jǐn)?shù)為，有=，得y=0.18mol，因此平衡時(shí)刻CH2=CHCH3和Cl2均為0.26mol，CH2ClCHClCH3為0.56mol，CH2=CHCH2Cl和HCl均為0.18mol，混合氣體的總物質(zhì)的量為1.44mol，故丙烯平衡總轉(zhuǎn)化率100%=74%；反應(yīng)I中CH2=CHCH3和Cl2物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)均為，且分壓均為57.6× kPa，CH2ClCHClCH3物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，且分壓為57.6× kPa，則Kp=0.21 kPa1。