Question

工業(yè)上采用乙苯與CO₂脫氫生產(chǎn)重要化工原料苯乙烯

其中乙苯在CO₂氣氛中的反應(yīng)可分兩步進(jìn)行

（1）上述乙苯與CO₂反應(yīng)的反應(yīng)熱△H=

 

（2）①乙苯與CO₂反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為：K=

 

，若溫度升高，平衡常數(shù)數(shù)值將

 

（填增大、減小或不變）
②乙苯與CO₂在固定體積的容器中反應(yīng)下列敘述不能說(shuō)明已達(dá)到平衡狀態(tài)的是

 

a．體系的密度不再改變      b．體系的壓強(qiáng)不再改變
c．c（CO₂）=c（CO）    d．消耗1molCO₂同時(shí)生成1molH₂O      e．CO₂的體積分?jǐn)?shù)保持不變
（3）在3L密閉容器內(nèi)，乙苯與CO₂的反應(yīng)在三種不同的條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，乙苯、CO₂的起始濃度分別為1.0mol/L和3.0mol/L，其中實(shí)驗(yàn)I在T₁℃，0.3MPa，而實(shí)驗(yàn)II、III分別改變了實(shí)驗(yàn)其他條件；乙苯的濃度隨時(shí)間的變化如圖所示．

①實(shí)驗(yàn)I乙苯在0-50min時(shí)的反應(yīng)速率為

 

②實(shí)驗(yàn)Ⅱ可能改變條件的是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)的量或濃度隨時(shí)間的變化曲線(xiàn),化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷

專(zhuān)題：化學(xué)平衡專(zhuān)題

分析：（1）根據(jù)蓋斯定律結(jié)合熱化學(xué)方程式分析；
（2）①平衡常數(shù)等于生成物的濃度冪之積除以反應(yīng)物的濃度冪之積，結(jié)合方程式分析；該反應(yīng)正方向?yàn)榉艧岱磻?yīng)，根據(jù)溫度對(duì)平衡的影響分析；
②根據(jù)化學(xué)平衡狀態(tài)的特征解答，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等（同種物質(zhì)）或正逆速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比（不同物質(zhì)），各物質(zhì)的濃度、百分含量不變，以及由此衍生的一些量也不發(fā)生變化；
（3）①根據(jù)圖I中乙苯的濃度變化，求出反應(yīng)速率；
②根據(jù)圖I中實(shí)驗(yàn)Ⅱ改變條件平衡不移動(dòng)，反應(yīng)速率增大．

解答： 解：（1）方程A+方程B得到：，所以該反應(yīng)的反應(yīng)熱為：△H=△H₁+△H₂=-125-41=-166KJ/mol，
故答案為：-166KJ/mol；
（2）①乙苯與CO₂反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為：K=

c(C6H5CH=CH2)?c(CO)?c(H2O)

c(C6H5CH2CH3)?c(CO2)

，該反應(yīng)正方向?yàn)榉艧岱磻?yīng)，升高溫度平衡逆移，平衡常數(shù)減��；
故答案為：

c(C6H5CH=CH2)?c(CO)?c(H2O)

c(C6H5CH2CH3)?c(CO2)

；減小；
②a．反應(yīng)前后體積不變，質(zhì)量守恒，所以體系的密度始終不變，故不能用密度判斷平衡，故a錯(cuò)誤；
b．反應(yīng)前后氣體的體積不等，所以體系的壓強(qiáng)改變，當(dāng)壓強(qiáng)不再變化即是平衡狀態(tài)，故b正確；
c．c（CO₂）與c（CO）的濃度是否相等，與反應(yīng)的起始量和轉(zhuǎn)化率有關(guān)，所以當(dāng)c（CO₂）=c（CO）時(shí)，不能說(shuō)明已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故c錯(cuò)誤；
d．消耗1molCO₂為正速率，同時(shí)生成1molH₂O也是正速率，都是正速率，二者始終相等，不能說(shuō)明已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故d錯(cuò)誤；
e．隨著反應(yīng)的進(jìn)行CO₂的體積分?jǐn)?shù)逐漸減小，當(dāng)CO₂的體積分?jǐn)?shù)保持不變，即是平衡狀態(tài)，故e正確；
所以不能說(shuō)明已達(dá)到平衡狀態(tài)的是acd，
故答案為：acd；
（3）①根據(jù)圖I中可知，0-50min時(shí)乙苯的濃度變化為1.0mol/L-0.4mol/L=0.6mol/L，
則其反應(yīng)速率為

△c

t

=

0.6mol/L

50min

=0.012mol/（L?min）；
故答案為：0.012mol/（L?min）；
②根據(jù)圖I中實(shí)驗(yàn)Ⅱ改變條件平衡不移動(dòng)，而反應(yīng)速率增大，所以改變的條件是加催化劑，
故答案為：加催化劑．

點(diǎn)評(píng)：本題綜合性較大，涉及化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷、化學(xué)平衡常數(shù)、化學(xué)平衡影響因素、反應(yīng)速率的計(jì)算等，題目涉及的內(nèi)容較多，側(cè)重于考查學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的綜合應(yīng)用能力，題目難度中等．