Question

工业上制备丙烯的方法有多种，具体如下（本题丙烯用C₃H₆表示）：

已知t₁min时达到平衡状态，测得此时容器中n(C₄H₈)=mmol，n(C₂H₄)=2mmol，n(C₃H₆)=nmol，且平衡时C₃H₆的体积分数为。

①该时间段内的反应速率v(C₄H₈)= _______mol/(L·min)。（用只含m、V、t₁的式子表示）。

②此反应的平衡常数K=______________。

③t₁min时再往容器内通入等物质的量的C₄H₈和C₂H₄，在新平衡中C₃H₆的体积分数_______(填“>”“<”“=”)。

Answer

0.5 >

【解析】

①先计算出v(C3H6)，然后根据二者反应时的物质的量关系，计算v(C4H8)；

②根据平衡常数K的含义，将各种物质的浓度带入定义式，就得到K的值；

③t1min时再往容器内通入等物质的量的C4H8和C2H4，导致容器内气体的物质的量增大，根据浓度商与K大小判断平衡移动方向分析与的大小；

①平衡时n(C3H6)=nmol，n(C4H8)=mmol，n(C2H4)=2mmol，平衡时C3H6的体积分数为。则，解得n=m。从反应开始至平衡，v(C3H6)=mol/(L·min)，根据方程式可知v(C4H8)=v(C3H6)=mol/(L·min)；

②该反应是反应前后气体体积相等的反应，所以它们的浓度比等于二者的物质的量的比，则此反应的平衡常数K==0.5；

③t1min时达到平衡，此时n(C4H8)=mmol，n(C2H4)=2mmol，n(C3H6)=nmol，且平衡时C3H6的体积分数为，通过前面①的计算可知m=n，现在再往容器内通入等物质的量的C4H8和C2H4，使容器内气体压强增大，假设C4H8改变量为x，根据反应列“三段式”：

由于反应是等体积的反应，所以浓度比等于物质的量的比，平衡常数表达式用物质的量数值带入，结果不变。假设C3H6的含量不变，仍然为，则，解得x=，则Qc=，说明再往容器内通入等物质的量的C4H8和C2H4，化学平衡向正反应方向移动，因此再达到新平衡时C3H6的体积分数>。