Question

【題目】α-氯乙基苯是一種重要的有機合成中間體，其一種制備反應原理為：

在T℃時，向2.0 L恒容密閉容器中充入0.40mol乙苯(g)和0.40mol Cl2(g)進行反應，反應過程中測定的部分數據見下表：

t/min	0	1	2	5	10
n(HCl)/mol	0	0.12	0.20	0.32	0.32

下列有關說法正確的是 ( )

A. 反應在0～2 min內的平均速率v(α-氯乙基苯)＝0.10mol·L－1·min－1

B. 10 min后，若保持其他條件不變，升高溫度，達到新平衡時測得c(α-氯乙基苯)＝0.18mol·L－1，則反應的ΔH＜0

C. 在T℃時，起始時若向容器中充入1.0 mol乙苯(g)、0.50 mol Cl2(g)和0.50 mol α-氯乙基苯(g)、0.50 mol HCl(g)，則反應將向正反應方向進行

D. 在T℃時，起始時若向容器中充入2.0mol α-氯乙基苯(g)和2.2mol HCl(g)，達到平衡時，α-氯乙基苯(g)的轉化率小于20%

Answer 1

【答案】C

【解析】A．反應在0～2min內，HCl的物質的量增加了0.20mol，根據反應方程式，α-氯乙基苯生成了0.20mol，即△n=0.2mol，容器體積為V=2L，反應時間為△t=2min，則反應在0～2 min內的平均速率v（α-氯乙基苯）=△n/V△t=0.2mol/(2L×2min)=0.05mol/(L·min)，故A錯誤；B、平衡時，HCl的物質的量為0.32mol，α-氯乙基苯的濃度應為c=0.32mol/2L=0.16mol·L－1，10min后升高溫度，達到新平衡時α-氯乙基苯的濃度為c′=0.18mol·L－1，因此升高溫度，化學平衡右移，表明正反應是吸熱反應，吸熱反應的焓變△H＞0，故B錯誤；C、T℃時，根據表中數據和反應的方程式，平衡時，c(乙苯)=（0.4-0.32）/2=0.04mol·L－1，c(Cl2)=(0.4-0.32)/2=0.04mol·L－1，c(α-氯乙基苯)=0.32/2=0.16mol·L－1，c(HCl)=0.32/2=0.16mol·L－1，可計算此溫度下的化學反應平衡常數K=c(HCl)c(α-氯乙基苯)/c(Cl2)c(乙苯)=(0.16mol·L－1×0.16mol·L－1)/(0.04mol·L－1×0.04mol·L－1)=16，若起始時，向容器中充入1.0 mol乙苯（g）、0.50 mol Cl2（g）和0.50 molα-氯乙基苯（g）、0.50 mol HCl（g），反應的濃度商為Qc==0.5＜K，因此反應向正反應方向進行。故C正確；D、T℃時，原先向容器中沖入0.2mol·L－1的乙苯和0.2mol·L－1的Cl2，反應為氣體分子數守恒的反應，反應可等效平衡為起始時沖入0.2mol·L－1α-氯乙基苯和0.2mol·L－1的HCl，若向容器中沖入2molα-氯乙基苯和2.2molHCl，即1mol·L－1α-氯乙基苯和1.1mol·L－1HCl，則1mol·L－1α-氯乙基苯和1.1mol·L－1HCl可看成是在1mol·L－1α-氯乙基苯和1mol·L－1HCl的基礎上增加了0.1mol·L－1的HCl，而對于反應為氣體體積不變的反應，1mol·L－1α-氯乙基苯和1mol·L－1HCl相對于0.2mol·L－1α-氯乙基苯和0.2mol·L－1的HCl，等效平衡為加壓，加壓并不改變該反應的平衡，平衡時，α-氯乙基苯的轉化率就是20%，現在在1mol·L－1α-氯乙基苯和1mol·L－1HCl的基礎上又加入了0.1mol·L－1的HCl，可使平衡向左移動，那么α-氯乙基苯（g）的轉化率＞20%．故D錯誤。