乙苯是一种用途广泛的有机原料，可制备多种化工产品．（一）制备苯乙烯（原理如反应I所示）：I．△H=+124kJ•mol-1（1）部分化学键的键能如表所示：化学键C-HC-CC═CH-H

Question

乙苯是一种用途广泛的有机原料，可制备多种化工产品．
（一）制备苯乙烯（原理如反应I所示）：
I． △H=+124kJ•mol^-1
（1）部分化学键的键能如表所示：

化学键	C-H	C-C	C═C	H-H
键能/kJ•mol-1	412	348	x	436

根据反应I的能量变化，计算x=___．
（2）工业上，在恒压设备中进行反应I时，常在乙苯蒸气中通入一定量的水蒸气．用化学平衡理论解释通入水蒸气的原因为___．
（3）从体系自由能变化的角度分析，反应I在___（填“高温”或“低温”）下有利于其自发进行．
（二）制备α-氯乙基苯（原理如反应II所示）：
II．△H₂>0
（4）T℃时，向10L恒容密闭容器中充人2mol乙苯（g）和2mol Cl₂（g）发生反应Ⅱ，5min时达到平衡，乙苯和Cl₂的物质的量浓度（c）随时间（t）变化的曲线如图l所示：

①0-5min内，以HC1表示的该反应速率v（HCl）=___．
②T℃时，该反应的平衡常数K=___．
③6min时，改变的外界条件为___．
④10min时，保持其他条件不变，再向容器中充人1moI乙苯、1mol Cl₂、1mol α-氯乙基苯和l mol HCl，12min时达到新平衡．在图2中画出10-12 min，Cl₂和HCl的浓度变化曲线（曲线上标明Cl₂和HCl）；0-5min和0-12min时间段，Cl₂的转化率分别用α₁、α₂ 表示，则α_l___α₂（填“>”、“<”或“=”）．

Answer 1

（1）反应热=反应物总键能-生成物总能键能，由有机物的结构可知，应是-CH₂CH₃中总键能与-CH=CH₂、H₂总键能之差，设C=C键能为X，则△H=（5×412+348-3×412-X-436）kJ•mol^-1=124kJ•mol^-1，解得X=612KJ/mol；
故答案为：612；
（2）正反应为气体分子数增大的反应，保持压强不变，加入水蒸气，容器体积应增大，等效为降低压强，平衡向正反应方向移动；
故答案为：正反应为气体分子数增大的反应，保持压强不变，加入水蒸气，容器体积应增大，等效为降低压强，平衡向正反应方向移动，提高乙苯的平衡转化率；
（3）△H=+124kJ•mol^-1，反应为气体体积增大的吸热反应，△H>0，△S>0，满足△H-T△S<0，需要高温条件下，
故答案为：高温；
（4）①T℃时，向10L恒容密闭容器中充人2mol乙苯（g）和2mol Cl₂（g）发生反应Ⅱ，5min时达到平衡，依据题干条件可知，C（HCl）=0.16mol/L，v=((△n)/(V))/(△t)=(0.16mol/L)/(5min)=0.032 mol•L^-1•min^-1，
故答案为：0.032 mol•L^-1•min^-1；
②5min时达到平衡，依据题干条件可知，C（HCl）=0.16mol/L，n（HCl）=1.6mol，
              
起始（mol） 2                       2                 0                    0
转化（mol） 1.6                     1.6            1.6                 1.6
平衡（mol） 0.4                    0.4             1.6                1.6
平衡常数为K=((1.6)/(10)×(1.6)/(10))/((0.4)/(10)×(0.4)/(10))=16，
故答案为：16；
③制备α-氯乙基苯的正反应为吸热反应，反应前后气体的体积不变，6min时，乙苯、Cl₂的浓度在减小，而α-氯乙基苯和HCl的浓度在增加，反应向正反应方向移动，只能是升高温度，
故答案为：升高温度；
④10min时，乙苯、Cl₂、α-氯乙基苯和 HCl的物质的量浓度分别为：0.02mol/L、0.02mol/L、0.18mol/L、0.18mol/L，平衡常数为K=(0.18×0.18)/(0.02×0.02)=81，此时乙苯、Cl₂、α-氯乙基苯和 HCl的物质的量浓度比为：1：1：9：9，保持其他条件不变，再向容器中充人1mol 乙苯、1mol Cl₂、1mol α-氯乙基苯和l mol HCl，相当于增加反应物的浓度，平衡正向移动，则α₁<α₂，设转化的乙苯物质的量浓度为x，则
                     
起始（mol/L） 0.12                      0.12             0.28                0.28
转化（mol/L） x                               x                x                       x
平衡（mol/L） 0.12-x                      0.12-x       0.28+x             0.28+x
平衡常数为K=((0.28+x)(0.28+x))/((0.12-x)(0.12-x))=81，解得x=0.08mol/L，则12min时，乙苯、Cl₂物质的量浓度都为0.12-x=0.04mol/L，α-氯乙基苯和 HCl的物质的量浓度都为：0.28+x=0.36mol/L，浓度变化曲线如图：，

故答案为：；<．