Question

13．環(huán)己烷脫氫合成苯，反應(yīng)為：
（g）?3H₂（g）+（g）△H₁
已知：（g）+H₂（g）→（g）△H₂=+28.6KJ/mol
（g）+2H₂（g）→（g）△H₃=-237KJ•mol^-1
（1）△H₁=+208.4kJ•mol^-1
（2）某溫度下，1.00mol環(huán)己烷在容積為1.00L的密閉容器中反應(yīng)中反應(yīng)，達(dá)到平衡時(shí)壓強(qiáng)是原來的3.80倍．環(huán)己烷的轉(zhuǎn)化率為93%．
（3）利用膜反應(yīng)器新技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)邊反應(yīng)邊分離出生成的氫氣．
①利用膜反應(yīng)器的目的是提高產(chǎn)率或轉(zhuǎn)化率．
②不同溫度下，1.00mol環(huán)己烷在容積為1.00L的密閉容器中反應(yīng)，氫氣移出率α與環(huán)己烷平衡轉(zhuǎn)化率關(guān)系如圖：

氫氣移出率a=$\frac{分離出氫氣的物質(zhì)的量}{反應(yīng)生成氫氣的物質(zhì)的量}$同溫度時(shí)a₁、a₂、a₃依次增大，原因是同溫下，氫氣移出率越高，環(huán)已烷的轉(zhuǎn)化率越高，平衡正向移動(dòng)越多，轉(zhuǎn)化率越高；
（4）利用電解法（含質(zhì)子交換膜）也可以把環(huán)己烷轉(zhuǎn)化為苯，陽(yáng)極反應(yīng)為C₆H₁₄-6e^-=6H⁺+C₆H₆．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)蓋斯定律，①（g）+H₂（g）→（g）△H₂=+28.6KJ/mol；②（g）+2H₂（g）→（g）△H₃=-237KJ•mol^-1；△H₁=-①-②，由此分析解答；
（2）根據(jù)三行式結(jié)合環(huán)已烷的轉(zhuǎn)化率求平衡時(shí)各組分的量，然后代入公式進(jìn)行計(jì)算；
 （3）①利用膜反應(yīng)器的目的是分離出生成的氫氣，平衡正向移動(dòng)，提高生成物的產(chǎn)率或反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率；
②由圖可知同溫下氫氣移出率越高環(huán)已烷的轉(zhuǎn)化率越高；  
（4）電解池的陽(yáng)極上發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，據(jù)此書寫電極反應(yīng)式．

解答 解：（1）根據(jù)蓋斯定律，①（g）+H₂（g）→（g）△H₂=+28.6KJ/mol；②（g）+2H₂（g）→（g）△H₃=-237KJ•mol^-1；△H₁=-①-②=237-28.6=+208.4KJ•mol^-1，故答案為：+208.4KJ•mol^-1；
（2）某溫度下，1.00mol環(huán)己烷在容積為1.00L的密閉容器中反應(yīng)中反應(yīng)，達(dá)到平衡時(shí)壓強(qiáng)是原來的3.80倍，
    （g）?3H₂（g）+（g）
初起量：1mol          0        0
轉(zhuǎn)化量：x             3x        x
平衡量：1-x           3x        x
則：1+3x=3.8，解之得：x=0.93，所以轉(zhuǎn)化率為：$\frac{0.93}{1}×100%$=93.3%，故答案為：93.3%；
（3）①利用膜反應(yīng)器的目的是分離出生成的氫氣，平衡正向移動(dòng)，提高生成物的產(chǎn)率或反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，故答案為：提高產(chǎn)率或轉(zhuǎn)化率；
②由圖可知同溫下氫氣移出率越高環(huán)已烷的轉(zhuǎn)化率越高，并且平衡正向移動(dòng)越多，轉(zhuǎn)化率越高．故答案為：同溫下，氫氣移出率越高，環(huán)已烷的轉(zhuǎn)化率越高，平衡正向移動(dòng)越多，轉(zhuǎn)化率越高；
（4）把環(huán)己烷轉(zhuǎn)化為苯，陽(yáng)極上是環(huán)己烷失電子的氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為：C₆H₁₄-6e^-=6H⁺+C₆H₆，故答案為：C₆H₁₄-6e^-=6H⁺+C₆H₆．

點(diǎn)評(píng) 本題綜合考查學(xué)生熱化學(xué)、電化學(xué)以及化學(xué)平衡的有關(guān)計(jì)算知識(shí)，屬于綜合知識(shí)的考查，難度不大．