Question

14．α-氯乙基苯是一種重要的有機(jī)合成中間體，其一種制備反應(yīng)原理為：
（g）+Cl₂（g）?（g）+HCl（g）△H
在T℃時(shí)，向2.0L恒容密閉容器中充入0.40mol乙苯（g）和0.40mol Cl₂（g）進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)過程中測(cè)定的部分?jǐn)?shù)據(jù)見表：

t/min	0	1	2	5	10
n（HCl）/mol	0	0.12	0.20	0.32	0.32

下列有關(guān)說法正確的是（　�。�

• A． 反應(yīng)在0～2 min內(nèi)的平均速率v（α-氯乙基苯）=0.10mol•L^-1•min^-1
• B． 10 min后，若保持其他條件不變，升高溫度，達(dá)到新平衡時(shí)測(cè)得c（α-氯乙基苯）=0.18mol•L^-1，則反應(yīng)的△H＞0
• C． 在T℃時(shí)，起始時(shí)若向容器中充入1.0 mol乙苯（g）、0.50 mol Cl₂（g）和0.50 molα-氯乙基苯（g）、0.50 mol HCl（g），則反應(yīng)將向正反應(yīng)方向進(jìn)行
• D． 在T℃時(shí)，起始時(shí)若向容器中充入2.0molα-氯乙基苯（g）和2.2mol HCl（g），達(dá)到平衡時(shí)，α-氯乙基苯（g）的轉(zhuǎn)化率小于20%

Answer 1

分析 A．根據(jù)數(shù)據(jù)圖表，反應(yīng)在0～2min內(nèi)，HCl的物質(zhì)的量增加了0.20mol，根據(jù)反應(yīng)原理方程式，α-氯乙基苯應(yīng)生成了0.20mol，根據(jù)化學(xué)反應(yīng)平均速率為$v（α-氯乙基苯）=\frac{△n}{V△t}$計(jì)算即可；
B．平衡時(shí)，HCl的物質(zhì)的量為0.32mol，根據(jù)反應(yīng)方程式，平衡時(shí)，α-氯乙基苯的濃度應(yīng)為$c=\frac{0.32mol}{2L}=0.16mol/L$，10min后升高溫度，新平衡時(shí)α-氯乙基苯的濃度為c′=0.18mol/L，可見化學(xué)平衡向右移動(dòng)，據(jù)此分析焓變；
C．T℃時(shí)，根據(jù)表中數(shù)據(jù)可計(jì)算此溫度下的化學(xué)反應(yīng)平衡常數(shù)，溫度不變，則化學(xué)平衡常數(shù)不發(fā)生改變，起始時(shí)沖入另一種情況下的各反應(yīng)物的量，根據(jù)濃度商與平衡常數(shù)的關(guān)系判斷化學(xué)反應(yīng)的方向；
D．T℃時(shí)，原先向容器中沖入0.2mol/L的乙苯和0.2mol/L的Cl₂，反應(yīng)為氣體分子數(shù)守恒的反應(yīng)，反應(yīng)可等效平衡為起始時(shí)沖入0.2mol/Lα-氯乙基苯和0.2mol/L的HCl，若向容器中沖入2molα-氯乙基苯和2.2molHCl，即1mol/Lα-氯乙基苯和1.1mol/LHCl，根據(jù)等效平衡分析轉(zhuǎn)化率．

解答 解：A．由數(shù)據(jù)圖表可知，反應(yīng)在0～2min內(nèi)，HCl的物質(zhì)的量增加了0.20mol，根據(jù)反應(yīng)原理方程式，α-氯乙基苯作為生成物，在反應(yīng)中生成了0.20mol，即△n=0.2mol，容器體積為V=2L，反應(yīng)所經(jīng)歷的時(shí)間為△t=2min，則反應(yīng)在0～2 min內(nèi)的平均速率v（α-氯乙基苯）=$\frac{△n}{V△t}$=$\frac{0.2mol}{2L×2min}=0.05mol/（L•min）$．故A錯(cuò)誤；
B．平衡時(shí)，HCl的物質(zhì)的量為0.32mol，根據(jù)反應(yīng)方程式，平衡時(shí)，α-氯乙基苯的濃度應(yīng)為$c=\frac{0.32mol}{2L}=0.16mol/L$，10min后升高溫度，反應(yīng)達(dá)到新平衡時(shí)α-氯乙基苯的濃度為c′=0.18mol/L，因此升高溫度，化學(xué)平衡右移，表明正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，吸熱反應(yīng)的焓變△H＞0，故B正確；
C..T℃時(shí)，根據(jù)表中數(shù)據(jù)和反應(yīng)的方程式，平衡時(shí)，$c（乙苯）=\frac{0.4-0.32}{2}=0.04mol/L$，$c（C{l}_{2}）=\frac{0.4-0.32}{2}=0.04mol/L$，$c（α-氯乙基苯）=\frac{0.32}{2}=0.16mol/L$，$c（HCl）=\frac{0.32}{2}=0.16mol/L$，可計(jì)算此溫度下的化學(xué)反應(yīng)平衡常數(shù)$K=\frac{c（HCl）c（α-氯乙基苯）}{c（C{l}_{2}）c（乙苯）}$=$\frac{0.16mol/L×0.16mol/L}{0.04mol/L×0.04mol/L}$=16，若起始時(shí)，向容器中充入1.0 mol乙苯（g）、0.50 mol Cl₂（g）和0.50 molα-氯乙基苯（g）、0.50 mol HCl（g），反應(yīng)的濃度商為$J=\frac{\frac{0.5}{2}mol/L×\frac{0.5}{2}mol/L}{\frac{0.5}{2}mol/L×\frac{1}{2}mol/L}=0.5$＜K，因此反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行．故C正確；
D..T℃時(shí)，原先向容器中沖入0.2mol/L的乙苯和0.2mol/L的Cl₂，反應(yīng)為氣體分子數(shù)守恒的反應(yīng)，反應(yīng)可等效平衡為起始時(shí)沖入0.2mol/Lα-氯乙基苯和0.2mol/L的HCl，若向容器中沖入2molα-氯乙基苯和2.2molHCl，即1mol/Lα-氯乙基苯和1.1mol/LHCl，則1mol/Lα-氯乙基苯和1.1mol/LHCl可看成是在1mol/Lα-氯乙基苯和1mol/LHCl的基礎(chǔ)上增加了0.1mol/L的HCl，而對(duì)于反應(yīng)為氣體數(shù)守恒的反應(yīng)來講，1mol/Lα-氯乙基苯和1mol/LHCl相對(duì)于0.2mol/Lα-氯乙基苯和0.2mol/L的HCl，等效平衡為加壓，加壓并不改變?cè)摲磻?yīng)的平衡，平衡時(shí)，α-氯乙基苯的轉(zhuǎn)化率就是20%，現(xiàn)在在1mol/Lα-氯乙基苯和1mol/LHCl的基礎(chǔ)上又加入了0.1mol/L的HCl，可使平衡向佐移動(dòng)，那么α-氯乙基苯（g）的轉(zhuǎn)化率＞20%．故D錯(cuò)誤．
故選BC．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡的移動(dòng)，化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算，化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算和簡單應(yīng)用，等效平衡的知識(shí)．題目難度中等，是中檔題．