Question

环戊二烯是重要的有机化工原料，制备环戊烯涉及的反应如下：

ⅰ.解聚反应：   ΔH＞0

ⅱ.氢化反应：   ΔH=-100.5kJ·mol^-1

ⅲ.副反应：   ΔH=-109.4kJ·mol^-1

（1）反应的∆H=__kJ·mol^-1。

（2）解聚反应ⅰ在刚性容器中进行。

①其它条件不变时，有利于提高双环戊二烯平衡转化率的条件是__，__。

②实际生产中常通入水蒸气以降低双环戊二烯的沸点。某温度下，通入总压为70kPa的双环戊二烯和水蒸气，达到平衡后总压为115kPa，双环戊二烯的转化率为90%，则体系中P_H2O=__kPa。

（3）研究环戊二烯氢化制备环戊烯在不同温度下催化剂的活性。下表是以Pd/Al₂O₃为催化剂，相同反应时间测得不同温度的数据（其它条件相同）。

温度/℃	25	30	35	40	45
环戊二烯转化率/%	84.9	93.9	100.0	100.0	100.0
环戊烯选择性/%	81.3	88.6	75.5	60.6	51.3

说明：选择性=×100%，收率=×100%，

常用收率来衡量催化剂的活性。

①最佳的反应温度为__，选择该温度的原因是__。

②表中实验数据表明，升高温度，环戊二烯转化率提高而环戊烯选择性降低，其原因是__。

Answer

-209.9 升高温度 减小压强 20 30℃ 该温度下，收率最大，催化剂的活性最好或该温度下转化率较高，选择性好 温度升高，ⅱ、ⅲ的反应速率均加快，但对ⅱ的反应速率的影响小于ⅲ

【解析】

(1)已知：ⅱ.ΔH=-100.5kJ·mol-1，ⅲ. ΔH=-109.4kJ·mol-1，由盖斯定律可知，ⅱ+ⅲ得，则可计算∆H；

(2)①结合影响的因素分析，改变条件促进平衡正向移动，达到提高双环戊二烯平衡转化率的目的；

②设反应前双环戊二烯和水蒸气的总物质的量为n，压强为气体物质的量成正比，反应前总压强70kPa的双环戊二烯和水蒸气，达到平衡后总压为115kPa，则平衡时混合气体的物质的量为：mol=1.64nmol，物质的量增大了0.64nmol，则根据可知参加反应的双环戊二烯为0.64nmol，由双环戊二烯的转化率为90%可知原混合气体中双环戊二烯为=0.714nmol，据此计算PH2O；

(3)①综合表中数据分析环戊二烯转化率和环戊烯选择性最适宜时所对应的温度；

②根据温度对反应ⅱ、ⅲ的速率影响判断。

(1)已知：ⅱ.ΔH=-100.5kJ·mol-1，ⅲ. ΔH=-109.4kJ·mol-1，由盖斯定律可知，ⅱ+ⅲ得，此时∆H=(-100.5kJ·mol-1)+(-109.4kJ·mol-1)=-209.9 kJ·mol-1；

(2)①由ΔH＞0可知，利用升高温度或减小压强等措施，可促进平衡正向移动，达到提高双环戊二烯平衡转化率的目的；

②设反应前双环戊二烯和水蒸气的总物质的量为n，压强为气体物质的量成正比，反应前总压强70kPa的双环戊二烯和水蒸气，达到平衡后总压为115kPa，则平衡时混合气体的物质的量为：mol=1.64nmol，物质的量增大了0.64nmol，则根据可知参加反应的双环戊二烯为0.64nmol，由双环戊二烯的转化率为90%可知原混合气体中双环戊二烯为=0.714nmol，则水蒸气的物质的量为nmol-0.714nmol=0.286nmol，此时PH2O=×115KPa≈20KPa；

(3)①由表中数据可知，在30℃时，收率最大，催化剂的活性最好，且此时环戊二烯转化率较高，环戊烯选择性最好，则最佳的反应温度为30℃；

②温度升高，ⅱ、ⅲ的反应速率均加快，表中数据表明升高温度，环戊二烯转化率提高而环戊烯选择性降低，其可能原因是温度对对ⅱ的反应速率的影响小于ⅲ。