Question

乙苯（C₈H₁₀）可生产塑料单体苯乙烯（C₈H₈），其反应原理是：

C₈H₁₀(g)C₈H₈(g)+H₂(g)  △H=+125kJ·mol^－1

I、 某温度下，将0.40mol乙苯、充入1L真空密闭容器中发生反应，测定不同时间该容器内物质的量，得到数据如下表：

时间/min	0	10	20	30	40
n(C8H10)/mol	0.40	0.30	0.26	n2	n3
n(C8H8)/mol	0.00	0.10	n1	0.16	0.16

（1）当反应进行到20min时，该段时间内H₂的平均反应速率是_________。

（2）该温度下，该反应的化学平衡常数是__________（精确到小数点后三位）

（3）若保持其他条件不变，用0.40molH₂(g)和0.40molC₈H₈(g)合成C₈H₁₀(g)，当有25kJ热量放出时，该反应中H₂的转化率是___________。此时，该反应是否达到了平衡状态？_________

II、工业上以高温水蒸气作为反应体系的稀释剂（不参与反应），C₈H₁₀(g)的平衡转化率与水蒸气的用量、体系的温度、压强的关系如图I、图II所示。

（4）由图I可知，T₁____T₂（填“大于”、“小于”或“等于”）

（5）由图II可知，当其他条件不变时，水蒸气的用量越大，C₈H₁₀的平衡转化率将_____（填“越大”、“越小”或“不变”，下同），平衡常数K将_________。

III、氢化热是指在一定条件下，1mol不饱和化合物加氢时放出的热量，表中是环己烯1,3——环己二烯和苯的氢化热数据：

物质
氢化热（kJ/mol）	119.7	232.7	208.4

（6）1,3环己二烯的稳定性_______苯（填“大于”、“小于”或“等于”）

（7）常温下，苯与等物质的量的H₂发生加成反应的热化学方程式为_________。

（8）与环己烯互为同分异构体的无支链的链烃共有_____种。

（不考虑一个碳原子上连有两个双链，不考虑立体结构）

Answer

0.007mol·L－1·min－10.10750%否大于越大不变小于7

【解析】I．(1)将0.40mol苯乙烷，充入1L真空密闭容器中发生反应，20min后，剩余0.26mol，减少了0.14mol，

            C8H10(g)C8H8(g)+H2(g)

起始(mol)  0.40         0        0

变化(mol)  0.14        0.14    0.14

20min(mol) 0.26        0.14     0.14

v(H2)==0.007mol/(L•min)故答案为：0.007mol/(L•min)；

(2) C8H10(g)C8H8(g)+H2(g)

起始(mol/L)  0.40         0         0

变化(mol/L)  0.16       0.16     0.16

30min(mol/L) 0.24       0.16     0.16

化学平衡常数K===0.107；故答案为：0.107；

(3)根据C8H10(g)C8H8(g)+H2(g)△H=125kJ•mol-1，可知 C8H8(g)+H2(g)C8H10(g)△H=-125kJ•mol-1，有25kJ热量放出时，消耗的H2量为0.20mol，所以氢气转化率=×100%=×100%=50%；根据(2)知：平衡常数=0.053，则C8H8(g)+H2(g)C8H10(g)的平衡常数为=18.75，

                 C8H8(g)+H2(g) C8H10(g)

起始(mol/L)    0.2      0.2        0

变化(mol/L)   0.1      0.1       0.1

某时刻(mol/L) 0.1      0.1       0.1

==10≠18.75，反应没有达到平衡状态；故答案为：50%；否；

Ⅱ．(4)C8H10(g)C8H8(g)+H2(g)△H=125kJ•mol-1，温度升高，平衡正向移动，C8H10的转化率增大，由图I可知，压强相同时，T1时C8H10的转化率大于T2时C8H10的转化率，故T1大于T2；故答案为：大于；

(5)其他条件不变，水蒸气的用量越大，容器的体积越大，相当于减小了原体系的压强，平衡正向移动，转化率增大；故答案为：越大；

III、(6)断裂1mol碳碳键环己烯放热为119.7KJ、环己二烯放热为116.35KJ、苯放热69.47KJ，三种化合物中苯的稳定性最强，因此1,3环己二烯的稳定性小于苯，故答案为：小于；

(7)常温下，苯与等物质的量的H2发生加成生成1,3环己二烯，根据上表数据可知，反应热为232.7-208.4=24.3 kJ/mol，反应的热化学方程式为(l)+H2(g)→(l) △H=+24.3 kJ/mol，故答案为：(l)+H2(g)→(l) △H=+24.3 kJ/mol；

(8)与环己烯互为同分异构体的无支链的链烃含有1个碳碳三键或2个碳碳双键，其中属于炔烃的有三种，属于二烯烃的有4种，共7种，故答案为：7。