Question

【題目】鹵代烯烴是合成塑料的重要原料，研究合成鹵代烯烴具有重要意義。T℃時，在10L的密閉容器中充入1mol2—丁炔(CH3—C≡C—CH3，可用X表示)和1molHCl，以Al2O3為催化劑發生如下反應：

Ⅰ. ΔH=akJ/mol(a<0)

Ⅱ. ΔH=bkJ/mol(b<0)

已知B比A更穩定，且產物A、B在混合物中的物質的量隨時間變化如圖一所示。試回答下列問題。

(1)發生反應I、Ⅱ的同時，還有反應A轉化為B，且焓變為△H'。則△H'_0(填“>”、“<”或“=”)。

(2)①從反應開始至20min時生成B的平均速率v(B)=___；

②反應至20min時CH3—C≡C—CH3的轉化率=__；

③在T℃時，反應I的平衡常數為__。

(3)T℃時，E1和E2分別代表反應I，Ⅱ的正反應活化能。

①由圖一得出：E1__E2(填“>”、“<”或“；”)；

②試從反應方向的角度分析，20min后A的物質的量減小的原因__。

(4)其它條件相同時，測出生成A、B的速率隨溫度變化如圖二所示，則提高B在較低溫度下產率的措施是__。

Answer 1

【答案】< 1×10-3mol/(L·min) 60% 100 < B的能量低，A轉化為B為放熱反應，有利于A自發轉化為B 加入低溫下適合生成B的高性能催化劑

【解析】

根據蓋斯定律，兩式相減可得反應熱；根據v=計算B表示的平均速率；

轉化率=×100%；在T℃時，根據平衡時各物質的物質的量濃度計算反應I的平衡常數；其它條件相同時，相同溫度下生成A、B 的速率不同，反應I、Ⅱ都使用催化劑，從催化劑的活性考慮提高B的生成速率的方法。

(1)已知：

Ⅰ.CH3-C≡C-CH3(g)+HCl(g) (g) H=akJ/mol(a＜0)

Ⅱ.CH3-C≡C-CH3(g)+HCl(g) (g) H=bkJ/mol(b＜0)

根據蓋斯定律，Ⅱ-Ⅰ可得 △H'=(b-a) kJ/mol，已知B比A更穩定，則反應Ⅱ放出的熱量比反應I多，故b＜a，(b-a)＜0，即△H'＜0，反應放熱；

(2)①結合圖示，從反應開始至20 min時生成B的物質的量為0.2mol，根據v=，v(B)==1×10-3mol/(Lmin)；

②反應I、Ⅱ都在發生，反應至20 min時，根據圖象，生成A、B的量分別為0.2mol、0.4mol，根據反應I、Ⅱ可得CH3-C≡C-CH3的消耗量為0.2mol+0.4mol=0.6mol，轉化率=×100%=×100%=60%；

③反應I的產物為A，在T℃時，根據圖象，平衡時反應I生成A的物質的量為0.1mol，反應Ⅱ生成B的物質的量為0.8mol，則平衡時CH3-C≡C-CH3的物質的量為1mol-0.1mol-0.8=0.1mol，HCl的物質的量為1mol-0.1mol-0.8=0.1mol，反應I平衡常數K==100；

(3)①根據圖象所示，20 min前，A的產量高于B，說明生成產物A的活化能較低，反應速率快，故E1＜E2；

②根據B比A更穩定，說明B的能量低，A轉化為B為放熱反應，有利于A自發轉化為B；

(4)相同溫度下生成A、B 的速率不同，反應I、Ⅱ都使用催化劑，其它條件相同時，催化劑對反應I、Ⅱ生成A、span>B的催化效果不同，提高B在較低溫度下產率的措施應為加入低溫下適合生成B的高性能催化劑。