1，2-二***(CH2C1CHClCH3)是一種重要的化工原料，工業上可用*烯加成法制備，主要副產物為3-*...

問題詳情：

1，2-二***(CH2C1CHClCH3)是一種重要的化工原料，工業上可用*烯加成法制備，主要副產物為3-**烯(CH2=CHCH2C1)，反應原理為：

I．CH2=CHCH3(g)+C12(g)CH2C1CHC1CH3(g)   △H1=—134kJ·mol-1

II．CH2=CHCH3(g)+C12(g)CH2=CHCH2C1(g)+HC1(g)△H2=—102kJ·mol-1

請回答下列問題：

(1)已知CH2=CHCH2C1(g)+HC1(g)CH2C1CHC1CH3(g)的活化能Ea(正)為132kJ·mol-1，則該反應的活化能Ea(逆)為______kJ·mol-1。

(2)一定温度下，向恆容密閉容器中充入等物質的量的CH2=CHCH3(g)和C12(g)。在催化劑作用下發生反應I、Ⅱ，容器內氣體的壓強隨時間的變化如下表所示。

①用單位時間內氣體分壓的變化來表示反應速率，即，則前120min內平均反應速率v(CH2C1CHC1CH3)=______kPa·min-1。(保留小數點後2位)。

②該温度下，若平衡時HC1的體積分數為，則*烯的平衡總轉化率_______；反應I的平衡常數Kp=_____kPa-1(Kp為以分壓表示的平衡常數，保留小數點後2位)。

(3)某研究小組向密閉容器中充入一定量的CH2=CHCH3和C12，分別在A、B兩種不同催化劑作用下發生反應，一段時間後測得CH2C1CHC1CH3的產率與温度的關係如下圖所示。

①下列説法錯誤的是___________(填代號)。

a．使用催化劑A的最佳温度約為250℃

b．相同條件下，改變壓強不影響CH2C1CHC1CH3的產率

c．兩種催化劑均能降低反應的活化能，但△H不變

d．提高CH2C1CHC1CH3反應選擇*的關鍵因素是控制温度

②在催化劑A作用下，温度低於200℃時，CH2C1CHC1CH3的產率隨温度升高變化不大，主要原因是_______________________________________________________________。

③p點是否為對應温度下CH2C1CHC1CH3的平衡產率，判斷理由是_____________。

【回答】

164    0.09    74%    0.21    bd    温度較低，催化劑的活*較低，對化學反應速率的影響小    不是平衡產率，因為該反應的正反應為放熱反應，降低温度平衡向正反應方向移動，p點的平衡產率應高於B催化劑作用下450℃的產率   

【分析】

(1)已知：I．CH2=CHCH3(g)+C12(g)CH2C1CHC1CH3(g)   △H1=—134kJ·mol-1，II．CH2=CHCH3(g)+C12(g)CH2=CHCH2C1(g)+HC1(g)△H2=—102kJ·mol-1，根據蓋斯定律可知，I-II得CH2=CHCH2C1(g)+HC1(g)CH2C1CHC1CH3(g)，此反應的反應熱△H=Ea(正)-Ea(逆)；

(2)①因反應II的△V=0，△p=0，則反應I的△p=80kPa-69.4kPa=10.6kPa，根據，計算120min內平均反應速率v(CH2C1CHC1CH3)；

②設起始時CH2=CHCH3(與)和C12(g)均為5mol，則容器內起始時總物質的量為10mol，根據恆温恆容條件下氣體的物質的量與壓強成正比可知，平衡時氣體的總物質的量為10mol×=7.2mol，減小的物質的量為10mol-7.2mol=2.8mol，根據反應I可知反應生成的CH2C1CHC1CH3(g)為2.8mol，平衡時HC1的體積分數為，説明生成的HCl為7.2mol×=0.9mol，結合反應I、Ⅱ，則參加反應的*烯的總物質的量為2.8mol+0.9mol=3.7mol，由此計算平衡時*烯的平衡總轉化率和反應I的平衡常數；

(3)①a．由圖示可知使用催化劑A時產率最高時温度約為250℃；

b．根據反應I的特點分析壓強對產率的影響；

c．使用催化劑能改變反應的活化能，但不改變反應熱；

d．不同催化劑對產率影響與温度有關；

②在催化劑A作用下，温度低於200℃時，CH2C1CHC1CH3的產率隨温度升高變化不大，説明此時催化效率低；

③在相同温度下，不同的催化劑能改變反應速率，但不影響平衡狀態，反應I是放熱反應，温度升高平衡會逆向移動。

【詳解】

(1)已知：I．CH2=CHCH3(g)+C12(g)CH2C1CHC1CH3(g)   △H1=—134kJ·mol-1，II．CH2=CHCH3(g)+C12(g)CH2=CHCH2C1(g)+HC1(g)△H2=—102kJ·mol-1，根據蓋斯定律可知，I-II得CH2=CHCH2C1(g)+HC1(g)CH2C1CHC1CH3(g)，此反應的反應熱△H=△H1-△H2=Ea(正)-Ea(逆)，則Ea(逆)=Ea(正)-（△H1-△H2）=132kJ·mol-1-（—134kJ·mol-1+102kJ·mol-1）=164kJ·mol-1；

(2) ①因反應II的△V=0，△p=0，則反應I的△p=80kPa-69.4kPa=10.6kPa，則120min內平均反應速率v(CH2C1CHC1CH3)==kPa·min-1≈0.09kPa·min-1；

②設起始時CH2=CHCH3(g)和C12(g)均為5mol，則容器內起始時總物質的量為10mol，根據恆温恆容條件下氣體的物質的量與壓強成正比可知，平衡時氣體的總物質的量為10mol×=7.2mol，減小的物質的量為10mol-7.2mol=2.8mol，根據反應I可知反應生成的CH2C1CHC1CH3(g)為2.8mol，平衡時HC1的體積分數為，説明生成的HCl為7.2mol×=0.9mol，結合反應I、Ⅱ，則參加反應的*烯的總物質的量為2.8mol+0.9mol=3.7mol，故平衡時*烯的平衡總轉化率α=×100%=74%；另外平衡時CH2=CHCH3(g)和C12(g)均為1.3mol，CH2C1CHC1CH3為2.8mol，則反應I的平衡常數Kp=≈0.21 kPa-1；

 (3)①a．由圖示可知使用催化劑A時產率最高時温度約為250℃，即使用催化劑A的最佳温度約為250℃，故a正確；b．反應I是一個氣體分子數減少的反應，改變壓強可以使該反應的化學平衡發生移動，故CH2C1CHC1CH3的產率會隨着壓強的改變而改變，b錯誤；c．催化劑能降低反應的活化能，但不影響△H，故c正確；d．由圖中信息可知，兩種不同的催化劑對CH2C1CHC1CH3的產率的影響有明顯的差別，催化劑明適宜的活化温度，故提高該反應的選擇*的關鍵因素是催化劑的選擇及其活化温度的控制，故d錯誤；故*為bd；

②催化劑的效率與温度有關，當温度較低時，催化劑的活*較低，對化學反應速率的影響小，導致CH2C1CHC1CH3的產率隨温度升高變化不大；

③反應I的正反應為放熱反應，降低温度平衡向正反應方向移動，p點的平衡產率應高於B催化劑作用下450℃的產率，故p點不是對應温度下CH2C1CHC1CH3的平衡產率。

知識點：化學反應速率

題型：綜合題