Question

苯乙烷(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=120kJ•mol^-1某温度下，将0.40mol苯乙烷，充入2L真空密闭容器中发生反应，测定不同时间该容器内气体物质的量，得到数据如下表：

（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，反应的平衡常数表达式是K=____，K的值是__。

（3）若保持其他条件不变，用0.50molH₂(g)和0.50molC₈H₈(g)合成C₈H₁₀(g)，当有30kJ热量放出时，该反应中H₂的转化率是__，此时，该合成反应是否达到了平衡状态？__（填“是”或“否”），且正反应速率__逆反应速率（填大于、小于或等于）。

Answer

0.004mol·L-1·min-1 0.1 50% 否 大于

【解析】

根据图表数据及速率表达式分析计算速率；根据题给信息中平衡时物质的浓度计算平衡常数及转化率，并根据平衡常数判断反应是否达到平衡及正逆反应速率大小。

（1）将0.40mol苯乙烷，充入2L真空密闭容器中发生反应，20min后，剩余0.24mol，减少了0.16mol，则

，故答案为：0.004mol·L-1·min-1；

（2）根据题给信息知，平衡时，苯乙烯(C8H8)为0.2mol，则

化学平衡常数 ，故答案为：； 0.1；

（3）根C8H10(g) C8H8(g)+H2(g) △H=120kJ•mol-1，可知C8H8(g)+H2(g) C8H10(g) △H=−120kJ·mol−1，有30kJ热量放出时，消耗的H2量为0.25mol，所以氢气转化率=，根据（2）计算平衡常数=0.1，知C8H8(g)+H2(g) C8H10(g)的平衡常数为，则

，8<10，反应未达平衡状态，向正方向移动，正反应速率大于逆反应速率；故答案为：50%；否；大于。