Question

工業(yè)上采用乙苯與CO₂脫氫生產重要化工原料苯乙烯

其中乙苯在CO₂氣氛中的反應可分兩步進行

（1）上述乙苯與CO₂反應的反應熱△H=

 

（2）①乙苯與CO₂反應的平衡常數表達式為：K=

 

，若溫度升高，平衡常數數值將

 

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

 

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

①實驗I乙苯在0-50min時的反應速率為

 

②實驗Ⅱ可能改變條件的是

 

．

Answer 1

考點：物質的量或濃度隨時間的變化曲線,化學平衡狀態(tài)的判斷

專題：化學平衡專題

分析：（1）根據蓋斯定律結合熱化學方程式分析；
（2）①平衡常數等于生成物的濃度冪之積除以反應物的濃度冪之積，結合方程式分析；該反應正方向為放熱反應，根據溫度對平衡的影響分析；
②根據化學平衡狀態(tài)的特征解答，當反應達到平衡狀態(tài)時，正逆反應速率相等（同種物質）或正逆速率之比等于化學計量數之比（不同物質），各物質的濃度、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根據圖I中乙苯的濃度變化，求出反應速率；
②根據圖I中實驗Ⅱ改變條件平衡不移動，反應速率增大．

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

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

c(C6H5CH2CH3)?c(CO2)

，該反應正方向為放熱反應，升高溫度平衡逆移，平衡常數減�。�
故答案為：

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

c(C6H5CH2CH3)?c(CO2)

；減�。�
②a．反應前后體積不變，質量守恒，所以體系的密度始終不變，故不能用密度判斷平衡，故a錯誤；
b．反應前后氣體的體積不等，所以體系的壓強改變，當壓強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，與反應的起始量和轉化率有關，所以當c（CO₂）=c（CO）時，不能說明已經達到平衡狀態(tài)，故c錯誤；
d．消耗1molCO₂為正速率，同時生成1molH₂O也是正速率，都是正速率，二者始終相等，不能說明已經達到平衡狀態(tài)，故d錯誤；
e．隨著反應的進行CO₂的體積分數逐漸減小，當CO₂的體積分數保持不變，即是平衡狀態(tài)，故e正確；
所以不能說明已達到平衡狀態(tài)的是acd，
故答案為：acd；
（3）①根據圖I中可知，0-50min時乙苯的濃度變化為1.0mol/L-0.4mol/L=0.6mol/L，
則其反應速率為

△c

t

=

0.6mol/L

50min

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

點評：本題綜合性較大，涉及化學平衡狀態(tài)的判斷、化學平衡常數、化學平衡影響因素、反應速率的計算等，題目涉及的內容較多，側重于考查學生對知識點的綜合應用能力，題目難度中等．