Question

1．苯乙烷（C₈H₁₀）可生產(chǎn)塑料單體苯乙烯（C₈H₈），其反應(yīng)原理是C₈H₁₀（g）$\frac{\underline{\;△\;}}{\;}$C₈H₈（g）+H₂（g）△H=+125kJ•mol^-1
某溫度下，將0.40mol苯乙烷，充入2L真空密閉容器中發(fā)生反應(yīng)，測(cè)定不同時(shí)間該容器內(nèi)物質(zhì)的量，得到數(shù)據(jù)如表：

時(shí)間/min	0	10	20	30	40
n（C8H10）/mol	0.40	0.30	0.26	n2	n3
n（C8H8）/mol	0.00	0.10	n1	0.16	0.16

（1）當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到20min時(shí)，該段時(shí)間內(nèi)H₂的平均反應(yīng)速率是0.0035mol/（L•min）．
（2）該溫度下，該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)是0.053（保留兩位有效數(shù)字）．
（3）若保持其他條件不變，用0.40mol H₂（g）和0.40mol C₈H₈（g）合成C₈H₁₀（g），當(dāng)有30kJ熱量放出時(shí)，該反應(yīng)中H₂的轉(zhuǎn)化率是60%．

Answer 1

分析 （1）將0.40mol苯乙烷，充入2L真空密閉容器中發(fā)生反應(yīng)，20min后，剩余0.26mol，減少了0.14mol，
                    C₈H₁₀（g）?C₈H₈（g）+H₂（g）
起始（mol）    0.40            0             0
變化（mol）  0.14            0.14       0.14
20min（mol） 0.26          0.14        0.14
根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計(jì)算；
（2）30min到40min時(shí)，n（C₈H₈）不再變化，說明30min時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，根據(jù)平衡常數(shù)計(jì)算公式計(jì)算，K=$\frac{c（{C}_{8}{H}_{8}）c（{H}_{2}）}{c（{C}_{8}{H}_{10}）}$；
（3）根據(jù)C₈H₁₀（g）?C₈H₈（g）+H₂（g）△H=125kJ•mol^-1，可知 C₈H₈（g）+H₂（g）?C₈H₁₀（g）△H=-125kJ•mol^-1，有30kJ熱量放出時(shí)，消耗的H₂量為0.24mol，轉(zhuǎn)化率=$\frac{消耗量}{起始量}$×100%．

解答 解：（1）將0.40mol苯乙烷，充入2L真空密閉容器中發(fā)生反應(yīng)，20min后，剩余0.26mol，減少了0.14mol，
                    C₈H₁₀（g）?C₈H₈（g）+H₂（g）
起始（mol）    0.40            0             0
變化（mol）  0.14            0.14       0.14
20min（mol） 0.26          0.14        0.14
v（H₂）=$\frac{\frac{0.14mol}{2L}}{20min}$=0.0035mol/（L•min）
故答案為：0.0035mol/（L•min）；
（2）C₈H₁₀（g）?C₈H₈（g）+H₂（g）
起始（mol/L）  0.20            0              0
變化（mol/L）  0.08         0.08        0.08
30min（mol/L） 0.12        0.08       0.08
化學(xué)平衡常數(shù)K=$\frac{c（{C}_{8}{H}_{8}）c（{H}_{2}）}{c（{C}_{8}{H}_{10}）}$=$\frac{0.08×0.08}{0.12}$=0.053；
故答案為：0.053；
（3）根據(jù)C₈H₁₀（g）?C₈H₈（g）+H₂（g）△H=125kJ•mol^-1，可知 C₈H₈（g）+H₂（g）?C₈H₁₀（g）△H=-125kJ•mol^-1，有30kJ熱量放出時(shí)，消耗的H₂量為0.24mol，所以氫氣轉(zhuǎn)化率=$\frac{消耗量}{起始量}$×100%=$\frac{0.24mol}{0.4mol}$×100%=60%，
故答案為：60%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡及其相關(guān)計(jì)算，難度中等，主要是反應(yīng)速率、平衡常數(shù)、轉(zhuǎn)化率和平衡三行計(jì)算的分析應(yīng)用，掌握基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵．