Question

（16分）Ⅰ.苯乙烷(C8H10)可生产塑料单体苯乙烯(C8H8)，其反应原理是C8H10(g) C8H8(g)＋H2(g) ΔH＝120 kJ·mol－1。某温度下，将0.40 mol苯乙烷，充入2 L真空密闭容器中发生反应，

测定不同时间该容器内气体物质的量，得到数据如下表：

 

时间/min	0	10	20	30	40
n(C8H10)/mol	0.40	0.30	0.24	n2	n3
n(C8H8)/mol	0.00	0.10	n1	0.20	0.20

（1）当反应进行到20 min时，该段时间内H2的平均反应速率是_____ ___。

（2）该温度下，该反应的化学平衡常数是________ ________。

（3）若保持其他条件不变，用0.50 mol H2(g)和0.50 mol C8H8(g)合成C8H10(g)，当有30 kJ热量放出时，该反应中H2的转化率是________________。此时，该合成反应是否达到了平衡状态？________(填“是”或“否”)，且正反应速率 逆反应速率（填大于、小于或等于）

（4）对于反应C8H10(g) C8H8(g)＋H2(g)，下列说法正确的是

A、恒温恒容条件下C8H10(g)和C8H8(g)生成速率相等能说明该反应达到平衡状态

B、压强增大该反应的平衡常数也增大

C、在恒温恒压条件下，有2 mol C8H10(g)在容器中完全反应，该反应的反应热为ΔH1，另有4 mol C8H10(g)在容器中完全反应，该反应的反应热为ΔH2，则ΔH2=2ΔH1

Ⅱ.在一容积为2 L的密闭容器内加入0.2 mol的N2和0.6 mol的H2，在一定条件下发生如下反应：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH＜0，反应中NH3的物质的量浓度的变化情况如下图：

（1）反应达到平衡后，第5分钟末，保持其它条件不变，若改变反应温度，则NH3的物质的量浓度不可能为________。

①0.20 mol·L－1 ②0.12 mol·L－1 ③0.10 mol·L－1 ④0.08 mol·L－1

（2）在第5分钟末将容器的体积缩小一半后，若在第8分钟末达到新的平衡(此时NH3的浓度约为0.25 mol·L－1)，请在上图中画出第5分钟末达到此平衡时NH3浓度的变化曲线。

 

Answer 1

Ⅰ、（1）0.004 mol·L－1·min－1 （2）0.1 （3）50% 否 大于 （4）A Ⅱ、（1）①③

（2）如图所示

【解析】

试题解析：Ⅰ.（1）20min时，C8H10的物质的量为0.24mol，变化的物质的量为0.40mol-0.24mol=0.16mol，根据方程式C8H10(g)C8H8(g) ＋H2(g)可知，生成C8H80.14mol，则：

C8H10(g)C8H8(g) ＋H2(g)

起始：0.40mol 0 0

转化： 0.16mo 0.16mol 0.16mol

20min: 0.24mol 0.16mol 0.16mol

20min时：c（H2）=0.08mol/L，v(H2)==0.004 mol·L－1·min－1 ；

（2）30min时反应建立平衡，n（C8H8）=0.20mol,则：

C8H10(g)C8H8(g) ＋H2(g)

起始： 0.40mol 0 0

转化： 0.20mo 0.20mol 0.20mol

30min: 0.20mol 0.20mol 0.20mol

平衡状态下，c（C8H10）=0.1mol/L，c（C8H8）=0.1mol/L，c（H2）=0.1mol/L，k==0.1；

（3）原反应的逆反应为：C8H8(g)＋H2(g)C8H10(g) ΔH＝-120 kJ·mol－1，平衡常数K逆==10。反应放出30 kJ热量时，消耗0.25mol氢气，则：

C8H8(g) ＋ H2(g) C8H10(g)

起始：0.50mol 0.50mol 0

转化：0.25mol 0.25mol 0.25mol

末态:0.25mol 0.25mol 0.25mol

氢气的转化率=×100%=50%；c（C8H10）=0.125mol/L，c（C8H8）=0.125mol/L，c（H2）=0.125mol/L，Qc==0.125<K逆，故反应没有达到平衡状态，且正在向正向进行，故正反应速率大于逆反应速率；（4）C8H10(g)和C8H8(g)生成速率相等，说明正逆反应速率相等，该反应达到平衡状态，故A正确；平衡常数只受温度影响，不受压强影响，故B错误；ΔH与反应物的用量无关，故C错误；故选A；Ⅱ.（1）5分钟末，氨气的浓度为0.1mol/L，改变温度，平衡发生移动，氨气浓度肯能增大，也可能减小，但因为氮气和氢气不能完全反应，氨气浓度不可能达到0.2mol/L,故选①③；（2）在第5分钟末将容器的体积缩小一半，氨气浓度变为0.2mol/L,此后平衡向正向移动，氨气浓度又逐渐增大，至8分钟末达到新的平衡时等于0.25 mol·L－1，故图像为：

。

考点：化学反应速率、化学平衡移动、化学平衡常数