Question

【題目】環(huán)戊烯（，）是一種重要的有機(jī)化工原料，可用環(huán)成二烯（，）制備。已知：

反應(yīng)Ⅰ

反應(yīng)Ⅱ （環(huán)戊烷）

反應(yīng)Ⅲ

（1）某溫度下，將環(huán)戊二烯和HI按物質(zhì)的量之比1∶2（總物質(zhì)的量為amol）充入容積為2L的恒容密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)：。

①該反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的條件是__________。

②下列有關(guān)該反應(yīng)的敘述，不正確的是__________。

A.氣體壓強(qiáng)不變，說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)

B.升高溫度，有利于提高環(huán)戊烯的產(chǎn)率

C.反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，C5H6和HI的轉(zhuǎn)化率相等

D.通入惰性氣體，有利于提高環(huán)戊二烯的平衡轉(zhuǎn)化率

（2）以為催化劑，如圖1為25℃時(shí)環(huán)戊二烯氫化過(guò)程，環(huán)戊烯與環(huán)戊烷的各組分含量（物質(zhì)的量含量）隨時(shí)間（t）的變化。為研究不同溫度下催化劑活性，測(cè)得不同溫度下反應(yīng)4h時(shí)的轉(zhuǎn)化率和選擇性數(shù)據(jù)如圖2（其它條件相同）。

①環(huán)成二烯氫化制環(huán)成烯的最佳反應(yīng)溫度為__________，選擇該溫度的原因是__________。

②升高溫度，環(huán)戊二烯轉(zhuǎn)化率提高而環(huán)戊烯選擇性降低，其原因是__________。

③在圖1中畫出40℃時(shí)環(huán)戊烯含量隨t變化趨勢(shì)的曲線。__________

（3）實(shí)際生產(chǎn)中，常由雙環(huán)戊二烯通入水蒸氣解聚成環(huán)戊二烯：

某溫度，加入總壓為70kPa的雙環(huán)成二烯和水蒸氣，達(dá)到平衡后總壓為110kPa，雙環(huán)戊二烯的轉(zhuǎn)化率為80%，則該反應(yīng)的平衡常數(shù)__________（對(duì)于氣相反應(yīng)，用某組分B的平衡壓強(qiáng)代替物質(zhì)的量濃度也可表示平衡常數(shù)，記作）。

Answer 1

【答案】低溫 BD 30℃ 該溫度下，催化劑的活性好且選擇性好 溫度升高，反應(yīng)Ⅰ和反應(yīng)Ⅱ的反應(yīng)速率都加快，但對(duì)反應(yīng)Ⅱ速率的影響大于反應(yīng)Ⅰ 640

【解析】

(1)反應(yīng)Ⅰ：

反應(yīng)Ⅲ：

反應(yīng)Ⅰ-反應(yīng)Ⅲ得：，其=。

①該反應(yīng)的＜0，＜0，當(dāng)-T·＜0時(shí)，反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，即T很小(低溫)時(shí)，該反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，故答案為：低溫；

②A．恒容時(shí)，正反應(yīng)是氣體壓強(qiáng)減小的反應(yīng)，當(dāng)氣體壓強(qiáng)不變，說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，A正確；

B．正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，環(huán)戊烯的產(chǎn)率下降，B錯(cuò)誤；

C．起始時(shí)，環(huán)戊二烯和HI按物質(zhì)的量之比1∶2，則二者轉(zhuǎn)化率之比==1:1，即反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，C5H6和HI的轉(zhuǎn)化率相等，C正確；

D．恒容，通入惰性氣體，平衡不發(fā)生移動(dòng)，環(huán)戊二烯的平衡轉(zhuǎn)化率不變，D錯(cuò)誤；

故答案為：BD；

(2)①由圖2可知，30℃時(shí)，環(huán)戊烯的選擇性最大且環(huán)戊二烯的轉(zhuǎn)化率較高(催化劑活性好)，所以，30℃是環(huán)戊二烯氫化制環(huán)戊烯的最佳反應(yīng)溫度，故答案為：30℃；該溫度下，催化劑的活性好且選擇性好；

②溫度升高，反應(yīng)Ⅰ和反應(yīng)Ⅱ的反應(yīng)速率都加快，但對(duì)反應(yīng)Ⅱ速率的影響大于反應(yīng)Ⅰ，所以出現(xiàn)升高溫度，環(huán)戊二烯轉(zhuǎn)化率提高而環(huán)戊烯選擇性降低，故答案為：溫度升高，反應(yīng)Ⅰ和反應(yīng)Ⅱ的反應(yīng)速率都加快，但對(duì)反應(yīng)Ⅱ速率的影響大于反應(yīng)Ⅰ；

③40℃時(shí)，反應(yīng)速率加快，環(huán)戊烯含量達(dá)到較高值的時(shí)間縮短，且因環(huán)戊烯的選擇性降低導(dǎo)致環(huán)戊烯含量最大值減小，結(jié)合選擇性公式可知，40℃，4h時(shí)，環(huán)戊烯和環(huán)戊烷的含量比應(yīng)為0.6:0.4，所以，40℃時(shí)環(huán)戊烯含量隨t變化趨勢(shì)的曲線如圖所示：，故答案為：；

(3)設(shè)雙環(huán)戊二烯的起始分壓為p，水蒸氣分壓為p0，則到達(dá)平衡后雙環(huán)戊二烯分壓減小了0.8p，雙環(huán)戊二烯的分子式為：C10H12，故，p+p0=70kPa，0.2p+1.6p+p0=1.8p+p0=110kPa，解得：p=50kPa，所以：=640/span>，故答案為：640。