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·mol1

II．CH2=CHCH3(g)+Cl2(g)CH2=CHCH2Cl(g)+HCl(g) H2=-102kJ·mol1

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·mol1，則該反應的活化能Ea(逆)為___________kJ·mol1。

(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1mol CH2=CHCH3和1mol 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)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·min1。(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=____________________kPa1(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 0.09 74% 0.21

【解析】

（1）已知：I．CH2=CHCH3(g)+Cl2(g)CH2ClCHClCH3(g) H1=-134kJ·mol1

II．CH2=CHCH3(g)+Cl2(g)CH2=CHCH2Cl(g)+HCl(g) H2=-102kJ·mol1

根據蓋斯定律I–II得到CH2=CHCH2Cl(g)+HCl(g)CH2ClCHClCH3(g) H=H1H2=-32kJ·mol1，且H=Ea(正)Ea(逆)，則Ea(逆)=164kJ·mol1；

（2）恒溫恒壓密閉裝置中，根據平衡移動原理，增大壓強平衡向氣體粒子數目減小的方向進行，該反應往正向移動，故CH2ClCHClCH3的產率增大；

（3）根據氣體狀態方程PV=nRT，V、n是定值，R是常數，壓強隨T增大而增大，由于容器是絕熱恒容，與外界沒有熱量交換，對于反應II正反應放熱，體系吸收熱量，絕熱容器的溫度升高，故體系壓強增大；

（4）①恒溫恒容的密閉裝置，初始通入等物質的反應物初始體系總壓80 kPa，，120min總壓為69.4 kPa，減小量為10.6 kPa，根據反應I方程分析CH2ClCHClCH3分壓10.6 kPa，根據，v(CH2ClCHClCH3)=kPa·min1；

②設初始充入等物質的量的CH2=CHCH3和Cl2均為1mol，平衡時刻CH2ClCHClCH3為xmol，生成CH2=CHCH2Cl和HCl均為ymol，由于壓強之比等于氣體物質的量之比，有，得x=0.56mol，又有平衡時HCl的體積分數為，有=，得y=0.18mol，因此平衡時刻CH2=CHCH3和Cl2均為0.26mol，CH2ClCHClCH3為0.56mol，CH2=CHCH2Cl和HCl均為0.18mol，混合氣體的總物質的量為1.44mol，故丙烯平衡總轉化率100%=74%；反應I中CH2=CHCH3和Cl2物質的量分數均為，且分壓均為57.6× kPa，CH2ClCHClCH3物質的量分數，且分壓為57.6× kPa，則Kp=0.21 kPa1。