Question

【題目】苯乙烯是生產(chǎn)塑料和合成橡膠的重要基本有機(jī)原料，乙苯催化脫氫法是目前國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)苯乙烯的主要方法，其化學(xué)方程式為：

（1）升高反應(yīng)溫度，其轉(zhuǎn)化率________，反應(yīng)速率________(填“增大”、“減小”或“不變”)。

（2）等溫、等壓下，通入惰性氣體(如水蒸氣)能提高反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率，其原因是________。

（3）通入水蒸氣可延續(xù)催化劑Fe2O3被還原而失活，其原因是________(用化學(xué)平衡原理解釋)。

（4）一定條件下，在體積不變的密閉容器中，反應(yīng)過(guò)程中各物質(zhì)濃度隨時(shí)間變化的關(guān)系如下圖所示。在t1時(shí)刻加入H2，t2時(shí)刻再次達(dá)到平衡。回答下列問(wèn)題：

①物質(zhì)X為__________，判斷理由是__________；

②t2時(shí)刻，苯乙烯的濃度為______molL-1；

③t1-t2時(shí)間段內(nèi)，乙苯的反應(yīng)速率為_______molL-1min-1；

（5）溫度T下，已知H2和苯乙烯的燃燒熱△H分別為-290kJmol-1和-4400kJmol-1，則乙苯的燃燒熱為△H_______kJmol-1。

Answer 1

【答案】（1）增大 增大 （2）體積變大，反應(yīng)向分子數(shù)增加的方向進(jìn)行

（3）Fe2O3在H2氛圍下可生成水蒸氣，加入水蒸氣可促使反應(yīng)左移

（4）①乙苯 加入H2后平衡向左移動(dòng)，故乙苯濃度增大

②(b2+ab)/(2a+b) ③ab/[(b+2a)(t2-t1)] （5）-4570

【解析】

試題分析：（1）升高反應(yīng)溫度，平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)，該反應(yīng)正向吸熱，升高反應(yīng)溫度，平衡正向移動(dòng)，乙苯轉(zhuǎn)化率增大，升高反應(yīng)溫度任何反應(yīng)速率均增大；

（2）等溫、等壓下，通入惰性氣體，體積膨脹，相當(dāng)于減小反應(yīng)體系的壓強(qiáng)，平衡向氣體體積縮小的方向即正向移動(dòng)，提高反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率；

（3）通入水蒸氣，Fe2O3在H2氛圍下可生成水蒸氣，加入水蒸氣可促使反應(yīng)左移即向生成Fe2O3的方向移動(dòng)；

（4）①在t1時(shí)刻加入H2，根據(jù)圖象物質(zhì)X的濃度增加，則物質(zhì)X為乙苯，因加入H2后平衡向左移動(dòng)，故乙苯濃度增大；

②根據(jù)圖象t1時(shí)刻平衡時(shí)c(乙苯)=amolL-1，c(苯乙烯)=bmolL-1，

c(氫氣)=cmolL-1，則該溫度下K=；

設(shè)t1時(shí)刻加入xmolL-1H2，則根據(jù)圖象t2時(shí)刻再次達(dá)到平衡c(氫氣)=2cmolL-1，則

t1(molL-1) a b c+x

轉(zhuǎn)化濃度(molL-1) x-c x-c c+x-2c=x-c

t2(molL-1) a+(x-c) b-(x-c) 2c

在t1時(shí)刻加入H2，則溫度不變，t2時(shí)刻再次達(dá)到平衡與原平衡平衡常數(shù)相同，則K==，則x=，則t2時(shí)刻，苯乙烯的濃度為b-(x-c)=molL-1；

③由②分析t1-t2時(shí)間段內(nèi)，乙苯轉(zhuǎn)化濃度為x-c=molL-1，則反應(yīng)速率為v==molL-1；

（5）根據(jù)蓋斯定律乙苯的燃燒熱△H=-290kJmol-1 +(-4400kJmol-1)+(+120kJmol-1)=-4570kJmol-1。