Question

【題目】1，2-二氯丙烷(CH2ClCHClCH3)是一種重要的化工原料，工業上可用丙烯加成法制備，主要副產物為3-氯丙烯(CH2=CHCH2Cl)，反應原理為：

I．CH2=CHCH3(g)+Cl2(g) CH2ClCHClCH3(g) H1=-134kJ·mol-1

II．CH2=CHCH3(g)+Cl2(g) CH2=CHCH2Cl(g)+HCl(g) H2=-102kJ·mol-1

請回答下列問題：

(1)已知CH2=CHCH2Cl(g)+HCl(g) CH2ClCHClCH3(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，CH2ClCHClCH3的產率____________（填“增大”“減小”或“不變”），理由是_________________________________。

(3)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”）。

(4)某研究小組向密閉容器中充入一定量的CH2=CHCH3和Cl2，分別在A、B兩種不同催化劑作用下發生反應，一段時間后測得CH2ClCHClCH3的產率與溫度的關系如圖所示。p點是否為對應溫度下CH2ClCHClCH3的平衡產率，_________填“是”或“否”）判斷理由是_______________________。

(5)一定溫度下，向恒容密閉容器中充入等物質的量的CH2=CHCH3(g)和Cl2(g)。在催化劑作用下發生反應I，容器內氣體的壓強隨時間的變化如下表所示。

時間/min	0	60	120	180	240	300	360
壓強/kPa	80	74.2	69.4	65.2	61.6	57.6	57.6

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(CH2ClCHClCH3)=__________ kPa·min-1。(保留小數點后2位)。

②該溫度下，若平衡時HCl的體積分數為，則丙烯的平衡總轉化率____________；反應I的平衡常數Kp=____________________kPa-1(Kp為以分壓表示的平衡常數，保留小數點后2位)。

Answer 1

【答案】164 增大 反應I是一個氣體物質的量減小的反應，達到平衡后增大壓強，反應I正向移動，CH2ClCHClCH3的產率增大 增大 否 因為生成CH2ClCHClCH3的反應為放熱反應，溫度越低平衡轉化率越高，而450℃的產率高于p點產率，所以p點不是對應溫度下CH2ClCHClCH3的平衡產率 0.09 74% 0.21

【解析】

(1)用反應I－反應II得到CH2=CHCH2Cl(g)+HCl(g) CH2ClCHClCH3(g) △H=-32kJ·mol-1，△H= Ea(正) —Ea(逆)= 132kJ·mol-1-Ea(逆)= -32kJ·mol-1，Ea(逆)= 164kJ·mol-1。答案為：164；

(2)反應I是一個氣體物質的量減小的反應，反應II氣體物質的量不變，達到平衡后增大壓強，反應I正向移動，CH2ClCHClCH3的產率增大。答案為：增大；反應I是一個氣體物質的量減小的反應，達到平衡后增大壓強，反應I正向移動，CH2ClCHClCH3的產率增大；

(3)反應II為放熱反應，由于體系為絕熱容器，隨著反應進行，體系的溫度升高，容器內氣體壓強增大。答案為：增大；

(4)p點不是對應溫度下CH2ClCHClCH3的平衡產率，因為生成CH2ClCHClCH3的反應為放熱反應，溫度越低平衡轉化率越高，而450℃的產率高于p點產率，所以p點不是對應溫度下CH2ClCHClCH3的平衡產率。答案為：否；因為生成CH2ClCHClCH3的反應為放熱反應，溫度越低平衡轉化率越高，而450℃的產率高于p點產率，所以p點不是對應溫度下CH2ClCHClCH3的平衡產率；

(5)①壓強的減小由反應I引起CH2=CHCH3(g)+Cl2(g) CH2ClCHClCH3(g)反應120min的壓強的變化為10.6kPa，故v(CH2ClCHClCH3)==0.09 kPa·min-1；

②設起始CH2=CHCH3(g)和Cl2(g)的物質的量各為1mol，平衡時氣體的總物質的量為=1.44 mol，生成的n(CH2ClCHClCH3)=0.56 mol，反應I消耗的CH2=CHCH3(g)和Cl2(g)的物質的量各為0.56 mol，根據平衡時HCl的體積分數為，計算反應Ⅱ生成的n(HCl)= n(CH2=CHCH2Cl)=0.18mol，參與反應的CH2=CHCH3(g)和Cl2(g)的物質的量各為0.18 mol ，則丙烯的平衡總轉化率=74%；平衡時，反應CH2=CHCH3(g)+Cl2(g) CH2ClCHClCH3(g)中，n(CH2=CHCH3)=n(Cl2)=1mol-(0.56mol+0.18mol)=0.26mol，n(CH2ClCHClCH3)=0.56 mol。Kp==0.21。答案為：0.09；74%；0.21。