Question

13．環(huán)己烷脫氫合成苯，反應為：
（g）?3H₂（g）+（g）△H₁
已知：（g）+H₂（g）→（g）△H₂=+28.6KJ/mol
（g）+2H₂（g）→（g）△H₃=-237KJ•mol^-1
（1）△H₁=+208.4kJ•mol^-1
（2）某溫度下，1.00mol環(huán)己烷在容積為1.00L的密閉容器中反應中反應，達到平衡時壓強是原來的3.80倍．環(huán)己烷的轉(zhuǎn)化率為93%．
（3）利用膜反應器新技術(shù)，可以實現(xiàn)邊反應邊分離出生成的氫氣．
①利用膜反應器的目的是提高產(chǎn)率或轉(zhuǎn)化率．
②不同溫度下，1.00mol環(huán)己烷在容積為1.00L的密閉容器中反應，氫氣移出率α與環(huán)己烷平衡轉(zhuǎn)化率關(guān)系如圖：

氫氣移出率a=$\frac{分離出氫氣的物質(zhì)的量}{反應生成氫氣的物質(zhì)的量}$同溫度時a₁、a₂、a₃依次增大，原因是同溫下，氫氣移出率越高，環(huán)已烷的轉(zhuǎn)化率越高，平衡正向移動越多，轉(zhuǎn)化率越高；
（4）利用電解法（含質(zhì)子交換膜）也可以把環(huán)己烷轉(zhuǎn)化為苯，陽極反應為C₆H₁₄-6e^-=6H⁺+C₆H₆．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)蓋斯定律，①（g）+H₂（g）→（g）△H₂=+28.6KJ/mol；②（g）+2H₂（g）→（g）△H₃=-237KJ•mol^-1；△H₁=-①-②，由此分析解答；
（2）根據(jù)三行式結(jié)合環(huán)已烷的轉(zhuǎn)化率求平衡時各組分的量，然后代入公式進行計算；
 （3）①利用膜反應器的目的是分離出生成的氫氣，平衡正向移動，提高生成物的產(chǎn)率或反應物的轉(zhuǎn)化率；
②由圖可知同溫下氫氣移出率越高環(huán)已烷的轉(zhuǎn)化率越高；  
（4）電解池的陽極上發(fā)生失電子的氧化反應，據(jù)此書寫電極反應式．

解答 解：（1）根據(jù)蓋斯定律，①（g）+H₂（g）→（g）△H₂=+28.6KJ/mol；②（g）+2H₂（g）→（g）△H₃=-237KJ•mol^-1；△H₁=-①-②=237-28.6=+208.4KJ•mol^-1，故答案為：+208.4KJ•mol^-1；
（2）某溫度下，1.00mol環(huán)己烷在容積為1.00L的密閉容器中反應中反應，達到平衡時壓強是原來的3.80倍，
    （g）?3H₂（g）+（g）
初起量：1mol          0        0
轉(zhuǎn)化量：x             3x        x
平衡量：1-x           3x        x
則：1+3x=3.8，解之得：x=0.93，所以轉(zhuǎn)化率為：$\frac{0.93}{1}×100%$=93.3%，故答案為：93.3%；
（3）①利用膜反應器的目的是分離出生成的氫氣，平衡正向移動，提高生成物的產(chǎn)率或反應物的轉(zhuǎn)化率，故答案為：提高產(chǎn)率或轉(zhuǎn)化率；
②由圖可知同溫下氫氣移出率越高環(huán)已烷的轉(zhuǎn)化率越高，并且平衡正向移動越多，轉(zhuǎn)化率越高．故答案為：同溫下，氫氣移出率越高，環(huán)已烷的轉(zhuǎn)化率越高，平衡正向移動越多，轉(zhuǎn)化率越高；
（4）把環(huán)己烷轉(zhuǎn)化為苯，陽極上是環(huán)己烷失電子的氧化反應，電極反應為：C₆H₁₄-6e^-=6H⁺+C₆H₆，故答案為：C₆H₁₄-6e^-=6H⁺+C₆H₆．

點評 本題綜合考查學生熱化學、電化學以及化學平衡的有關(guān)計算知識，屬于綜合知識的考查，難度不大．