苯乙烷（C8H10）可生产塑料单体苯乙烯（C8H8），其反应原理是：C8H10（g）⇌C8H8（g）+H2（g）△H=120kJ•mol-1某温度下，将0.40mol苯乙烷，充入2L真空密闭容器中发生反应，测定不同时间该容器内

Question

苯乙烷（C₈H₁₀）可生产塑料单体苯乙烯（C₈H₈），其反应原理是：C₈H₁₀（g）⇌C₈H₈（g）+H₂（g）△H=120kJ•mol^-1
某温度下，将0.40mol苯乙烷，充入2L真空密闭容器中发生反应，测定不同时间该容器内气体物质的量，得到数据如下表：

时间/min	0	10	20	30	40
n（C8H10）/mol	0.40	0.30	0.24	n2	n3
n（C8H8）/mol	0.00	0.10	n1	0.20	0.20

（1）当反应进行到20min时，该段时间内H₂的平均反应速率是______．
（2）该温度下，该反应的化学平衡常数是______．
（3）若保持其他条件不变，用0.50mol H₂（g）和0.50mol C₈H₈（g）合成C₈H₁₀（g），当有30kJ热量放出时，该反应中H₂的转化率是______．此时，该合成反应是否达到了平衡状态？______（填“是”或“否”），且正反应速率______逆反应速率（填大于、小于或等于）
（4）对于反应C₈H₁₀（g）⇌C₈H₈（g）+H₂（g），下列说法正确的是______
A、恒温恒容条件下C₈H₁₀（g）和C₈H₈（g）生成速率相等能说明该反应达到平衡状态
B、压强增大该反应的平衡常数也增大
C、在恒温恒压条件下，有2mol C₈H₁₀（g）在容器中完全反应，该反应的反应热为△H₁，另有4mol C₈H₁₀（g）在容器中完全反应，该反应的反应热为△H₂，则△H₂=2△H₁．

Answer 1

（1）将0.40mol苯乙烷，充入2L真空密闭容器中发生反应，20min后，剩余0.24mol，减少了0.16mol，
           C₈H₁₀（g）⇌C₈H₈（g）+H₂（g）
起始（mol） 0.40        0       0
变化（mol） 0.16        0.16    0.16
20min（mol） 0.24        0.16    0.16
v（H₂）=(△c)/(△t)=((0.16mol)/(2L))/(20min)=0.004mol/（L•min）
故答案为：0.004mol/（L•min）；
（2）C₈H₁₀（g）⇌C₈H₈（g）+H₂（g）
起始（mol/L） 0.20        0        0
变化（mol/L） 0.10      0.10      0.10
30min（mol/L） 0.10       0.10      0.10
化学平衡常数K=(c(C8H8)•c(H2))/(c(C8H10))=(0.10×0.10)/(0.10)=0.1；
故答案为：0.1；
（3）根据C₈H₁₀（g）⇌C₈H₈（g）+H₂（g）△H=120kJ•mol^-1，可知 C₈H₈（g）+H₂（g）⇌C₈H₁₀（g）△H=-120kJ•mol^-1，有30kJ热量放出时，消耗的H₂量为0.25mol，所以氢气转化率=(消耗量)/(起始量)×100%=(0.25mol)/(050mol)×100%=50%；
根据（2）计算平衡常数=0.1，知 C₈H₈（g）+H₂（g）⇌C₈H₁₀（g）的平衡常数为10，
              C₈H₈（g）+H₂（g）⇌C₈H₁₀（g）
起始（mol/L） 0.25      0.25    0
变化（mol/L） 0.125     0.125   0.125
某时刻（mol/L） 0.125     0.125   0.125
(c(C8H10))/(c(C8H8)c(H2))=(0.125)/(0.125×0.125)=8＜10，反应未达平衡状态，向正方向移动，正反应速率大于逆反应速率；
故答案为：50%；否；大于；
（4）对于反应C₈H₁₀（g）⇌C₈H₈（g）+H₂（g），
A、恒温恒容条件下C₈H₁₀（g）和C₈H₈（g）生成速率相等，说明正逆反应速率相等，该反应达到平衡状态，故A正确；
B、平衡常数只与温度有关，压强增大该反应的平衡常数不变，故B错误；
C、反应热只与反应物和生成物有关，和量无关，故C错误．
故答案为：A．