Question

【題目】1,2-二氯丙烷(CH2ClCHClCH3)是重要的化工原料，工業上可用丙烯加成法生產，主要副產物為3-氯丙烯(CH2=CHCH2C1) ，反應原理為

i. CH2=CHCH,3(g)+Cl2(g)CH2ClCHClCH3(g) ΔH1= -134 kJ mol-1

ii. CH2=CHCH,3(g)+Cl2(g)CH2=CHCH2Cl (g)+HCl(g) ΔH2= -l02 kJ mol-1

已知：相關化學鍵的鍵能數據如下表所示：

化學鍵	C—C	C—C	C—Cl	Cl—Cl
E/( kJ mol-1)	611	x	328	243

請回答下列問題：

（1）由反應i計算出表中x=_____________。

（2）一定溫度下，密閉容器中發生反應i和反應ii，達到平衡后增大壓強，CH2C1CHC1CH3的產率____________（填“增大”“減小”或“不變”），理由是_________________________________。

（3）T1℃時，向10L恒容的密閉容器中充入1 mol CH2=CHCH2C1和2 mol HC1，只發生反應CH2=CH CH2Cl (g)+HCl(g)CH2ClCHClCH3(g) ΔH3。5min反應達到平衡，測得 05 min內，用CH2ClCHClCH3表示的反應速率 v(CH2ClCHClCH3)=0.016 mol·L-1 min-1。

①平衡時，HCl的體積分數為__________________(保留三位有效數字）。

②保持其它條件不變，6 min時再向該容器中充入0. 6 mol CH2=CHCH2Cl、0.2molHC1和0.1mol CH2ClCHClCH3，則起始反應速率 v正(HCl)______________ （填“>”“<”或“=”）V逆(HCl).

（4）一定壓強下，向密閉容器中充入一定量的CH2=CHCH3和C12發生反應ii。設起始的=w，平衡時Cl2的體積分數(φ)與溫度(T)、w的關系如圖甲所示。W=1時，正、逆反應的平衡常數(K)與溫度(T)的關系如圖乙所示。

①圖甲中，w2__________（填“>”“<”或“=”）1

②圖乙中，表示正反應平衡常數的曲線為____________（填“A”或“B”），理由為________________。

③T1K下，平衡時a(Cl2)= ________________。

（5）起始時向某恒容絕熱容器中充入1 mol CH2 =CHCH3和1 mol Cl2發生反應ii，達到平衡時，容器內氣體壓強_________________（填“增大”“減小”或“不變”）。

Answer 1

【答案】 332 增大 增大壓強，反應ii的平衡不移動，反應i的平衡正向移動。所以CH2C1CHC1CH3的產率增大 54.5% > > B 反應ii的正反應為放熱反應。溫度升高， 正反應的平衡常數減小 50% 增大

【解析】這是考查化學反應原理的的題目，考查熱化學，化學鍵，化學平衡等知識點。

(1) 由 反 應 i ，ΔH1 = -134 k J· mol -1 =611k J·mol -1 + 243k J·mol -1- x - 2×328k J·mol -1，

解得x=332k J·mol -1。

(2)反應ii的左右兩邊氣體分子總數相等，平衡不受壓強影響；反應i為 氣 體 分 子 總 數 減 小 的 反 應，增大壓強，平衡正向移動，CH2ClCHClCH3 的產率增大。

(3)①0~5m i n內，用 CH2ClCHClCH3 表示的反應速率v(CH2ClCHClCH3)=0.016mol·L-1·m i n -1，平衡時生成 CH2ClCHClCH3的物質的量為0.8mol，則平衡時 HCl (g)的物質的量為1.2mol； 再用差量法計算出平衡時氣體總物質的量為 3 mo l-0.8mo l= 2.2 mol,所以 HCl的 體 積 分 數 為54.5%。 ②由題中數據，利用三段式法可計算出平衡時，CH2=CHCH2Cl(g)、HCl(g)、CH2ClCHClCH3(g)的濃度分別為 0. 02 mo l· L-1、0.12mo l·L-1、

0.08mo l·L-1，則 平 衡 常 數；

6m i n時的濃度商，平衡正向移動,所以v正 (HCl )>v逆 (HCl )。

(4) ① 由 反 應 ii 和 圖 甲 知， 一 定 溫 度 下， 起 始 的 越大，平衡時 Cl2 的體積分數越小。

②反應i i的正反應方向為放熱反應，升高溫度，平衡向逆反應方向移動，平衡常數減小。 ③由圖乙知,溫度為T1 時，正、逆反應的平衡常數相等，又因為二者互為倒數，則平衡常數 K=1。 w=1時，設 CH2 =CHCH3 和Cl2 的物質的量均為a mol,參加反應的 Cl2 的物質的量為b mol，利用三段式可列關系式: ,解得。

(5)該反應為反應前后氣體分子總數相等的放熱反應，反應向正反應方向進行，體系溫度升高，氣體膨脹，壓強增大。