Question

工業(yè)上采用乙苯脫氫制備苯乙烯，反應(yīng)體系同時(shí)發(fā)生兩步可逆反應(yīng)，其能量變化情況如下如圖1

（1）總反應(yīng)△H=

 

．
（2）下列敘述不能說(shuō)明反應(yīng)體系已達(dá)到平衡狀態(tài)的是

 

．
A．v_正（CO）=v_逆（CO）          B．消耗1mol CO₂同時(shí)生成1mol H₂O
C．c（CO₂）=c（CO）            D．混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量保持不變
（3）某化學(xué)興趣小組欲探究在相同壓強(qiáng)條件下，CO₂用量和溫度條件對(duì)乙苯脫氫反應(yīng)（   ）的影響，并設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：

試驗(yàn)編號(hào)	乙苯	CO（g）/mol	H（g）/mol	溫度/℃
Ⅰ	3.0	9.0	0	550
Ⅱ	3.0	9.0	0	600
Ⅲ	3.0	0	9.0	550

①乙苯脫氫反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為

 

．
②實(shí)驗(yàn)III使用9.0molHe的目的是

 

．
③經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)得，三組實(shí)驗(yàn)中乙苯的轉(zhuǎn)化隨時(shí)間變化如圖2示．其中未知曲線代表的是實(shí)驗(yàn)

 

（填“Ⅱ”或“Ⅲ”）．請(qǐng)用平衡移動(dòng)原理解釋該條件改變對(duì)乙苯轉(zhuǎn)化率產(chǎn)生影響的原因：

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷,反應(yīng)熱和焓變,化學(xué)平衡常數(shù)的含義,化學(xué)平衡的影響因素

專(zhuān)題：化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,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）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化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)K=

各個(gè)生成物平衡濃度系數(shù)次方的乘積

各個(gè)反應(yīng)物平衡濃度系數(shù)次方的乘積

，據(jù)此來(lái)書(shū)寫(xiě)；
②根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?duì)照試驗(yàn)知識(shí)來(lái)回答判斷；
③根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖翘骄緾O₂用量和溫度條件對(duì)乙苯脫氫反應(yīng)的影響來(lái)回答．

解答： 解：（1）反應(yīng)①+反應(yīng)②得到：，所以該反應(yīng)的反應(yīng)熱為：△H=△H₁+△H₂=-125kJ/mol-41kJ/mol=-166 kJ/mol，故答案為：-166 kJ/mol；
（2）A．v_正（CO）=v_逆（CO），正、逆反應(yīng)速率的比值恒定，說(shuō)明正逆反應(yīng)速率是相等的，所以達(dá)到了化學(xué)平衡狀態(tài)，故A錯(cuò)誤；
B．消耗1mol CO₂同時(shí)生成1mol H₂O，只能表示反應(yīng)的正方向速率，不能說(shuō)明正逆反應(yīng)速率相等，故B正確；
C．c（CO₂）=c（CO）不是化學(xué)平衡狀態(tài)的特征，故C正確；
 D．反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量改變，質(zhì)量守恒，混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量會(huì)改變，當(dāng)M不變化，證明達(dá)到了平衡，故D錯(cuò)誤．
故選BC；
（3）①化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)K=

各個(gè)生成物平衡濃度系數(shù)次方的乘積

各個(gè)反應(yīng)物平衡濃度系數(shù)次方的乘積

=

c(苯乙烯)?c(H2)

c(乙苯)

，
故答案為：

c(苯乙烯)?c(H2)

c(乙苯)

；
②實(shí)驗(yàn)III使用9.0molHe，在改變CO₂用量的同時(shí)，可以保持反應(yīng)體系的壓強(qiáng)不變，
故答案為：在改變CO₂用量的同時(shí)，保持反應(yīng)體系的壓強(qiáng)不變；
③根據(jù)圖2所示．未知曲線中，乙苯的轉(zhuǎn)化率降低，化學(xué)反應(yīng)逆向移動(dòng)，實(shí)驗(yàn)Ⅲ符合圖示信息，對(duì)于平衡：，通入CO₂，CO₂與H₂反應(yīng)，使c（H₂）下降，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，乙苯的轉(zhuǎn)化率提高，
故答案為：Ⅲ；對(duì)于平衡：，通入CO₂，CO₂與H₂反應(yīng)，使c（H₂）下降，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，乙苯的轉(zhuǎn)化率提高．

點(diǎn)評(píng)：本題綜合性較大，涉及化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷、濃度熵規(guī)則、化學(xué)平衡的計(jì)算等知識(shí)，注意知識(shí)的歸納和整理是關(guān)鍵，難度大．