Question

11．乙炔廣泛用于焊接、焊割及有機(jī)合成等方面．
（1）已知下列熱化學(xué)方程式：
4CH₄（g）+3O₂═2C₂H₂（g）+6H₂O（g）△H₁=akJ•mol^-1
2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H₂═bkJ•mol^-1
2CH₄（g）═C₂H₂（g）+3H₂（g）△H₃
①△H₃═$\frac{a-3b}{2}$（用含a、b的代數(shù)式表示）kJ•mol^-1．
②已知下列共價(jià)鍵的鍵能數(shù)據(jù)：

共價(jià)鍵	C-H	H-H	C≡C
鍵能/kJ•mol-1	431.4	436	812

則△H₃═+468.4（填數(shù)值）kJ•mol^-1．
（2）氯仿（CHCl₃）與金屬銀共熱可以制取乙炔，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2CHCl₂+6Ag$→_{．}^{△}$HC≡CH↑+6AgCl
（3）向壓強(qiáng)為1.0×10⁴kPa的恒壓密閉容器中充入1mol乙炔和1molHCl氣體，在催化劑作用下乙炔與HCl發(fā)生反應(yīng)：HC≡CH（g）+HCl（g）?CH₂=CHCl（g），已炔的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系如圖所示．

①該反應(yīng)的△H＜（填“＞”或“＜”）0，N點(diǎn)時(shí)乙炔的反應(yīng)速率v（正）＞（填“＞”、“＜”或“=”）v（逆）．
②M點(diǎn)對(duì)應(yīng)溫度下，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K_p=2.4×10^-3（用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算，分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)）（KPa）^-1．

Answer 1

分析 （1）①根據(jù)蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)的焓變；
②根據(jù)蓋斯定律，反應(yīng)焓變△H=反應(yīng)物總鍵能-生成物總鍵能；
（2）氯仿（CHCl₃）與金屬銀共熱可以制取乙炔，還生成AgCl，據(jù)此寫(xiě)出反應(yīng)方程式；
（3）①根據(jù)圖象分析，溫度升高，乙炔的平衡轉(zhuǎn)化率降低，可知升高溫度，化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，N點(diǎn)時(shí)轉(zhuǎn)化率還未達(dá)到80%，據(jù)此分析；
②M點(diǎn)時(shí)，乙炔的平衡轉(zhuǎn)化率為80%，根據(jù)分壓平衡常數(shù)的定義計(jì)算此時(shí)反應(yīng)的分壓平衡常數(shù)．

解答 解：（1）①已知：I.4CH₄（g）+3O₂═2C₂H₂（g）+6H₂O（g）△H₁=akJ/mol，
Ⅱ.2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H₂═bkJ/mol，
所求反應(yīng)為：2CH₄（g）═C₂H₂（g）+3H₂（g），該反應(yīng)可由$\frac{I-II×3}{2}$得到，根據(jù)蓋斯定律，該反應(yīng)的焓變?yōu)椤鱄=$\frac{a-3b}{2}$kJ/mol，
故答案為：$\frac{a-3b}{2}$；
②根據(jù)蓋斯定律，反應(yīng)焓變△H=反應(yīng)物總鍵能-生成物總鍵能，則△H₃=2×4E（C-H）-[E（C≡C）+2E（C-H）]-3E（H-H）=+468.4kJ/mol，
故答案為：+468.4；
（2）氯仿（CHCl₃）與金屬銀共熱可以制取乙炔，還生成AgCl，則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2CHCl₂+6Ag$→_{．}^{△}$HC≡CH↑+6AgCl，
故答案為：2CHCl₂+6Ag$→_{．}^{△}$HC≡CH↑+6AgCl；
（3）①根據(jù)圖象分析，溫度升高，乙炔的平衡轉(zhuǎn)化率降低，可知升高溫度，化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，則逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，所以該反應(yīng)的△H＜0，
N點(diǎn)時(shí)轉(zhuǎn)化率還未達(dá)到80%，向80%的M點(diǎn)進(jìn)行，則此時(shí)還需向正反應(yīng)方向進(jìn)行，所以N點(diǎn)時(shí)乙炔的反應(yīng)速率v（正）＞v（逆），
故答案為：＜；＞；
②M點(diǎn)時(shí)，乙炔的平衡轉(zhuǎn)化率為80%，反應(yīng)為壓強(qiáng)為1.0×10⁴kPa的恒壓密閉容器中充入1mol乙炔和1molHCl氣體起始反應(yīng)，平衡時(shí)，n（CH≡CH）=1-1×80%=0.2mol，n（HCl）=0.2mol，n（CH₂=CHCl）=0.8mol，總壓為p=1.0×10⁴kPa，根據(jù)道爾頓分壓定律，p（CH≡CH）=$p×\frac{0.2}{0.2+0.2+0.8}$=$\frac{5000}{3}kPa$，p（HCl）=$p×\frac{0.2}{0.2+0.2+0.8}$=$\frac{5000}{3}kPa$，p（CH₂=CHCl）=$p×\frac{0.8}{0.2+0.2+0.8}$=$\frac{20000}{3}kPa$，則反應(yīng)的平衡常數(shù)K_p=$\frac{p（C{H}_{2}=CHC）}{p（HCl）p（CH≡CH）}$=$\frac{\frac{20000}{3}kPa}{\frac{5000}{3}kPa×\frac{5000}{3}kPa}$=2.4×10^-3（kPa）^-1，
故答案為：2.4×10^-3．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)原理部分知識(shí)，包含蓋斯定律的應(yīng)用，化學(xué)平衡的移動(dòng)，分壓平衡常數(shù)的計(jì)算，注意理解分壓平衡常數(shù)的定義，均為高頻考點(diǎn)，題目難度中等，是中檔題．