Question

工業(yè)上以乙苯為原料生產(chǎn)苯乙烯的反應(yīng)如下（Ph代表苯基）：
Ph-CH₂CH₃（g）?Ph-CH═CH₂（g）+H₂（g）△H
某研究小組為探究溫度等因素對(duì)該反應(yīng)的產(chǎn)率影響，在容積可變的密閉容器中分別作了四組實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖a、b所示．
（1）根據(jù)反應(yīng)及上圖（a），判斷△H

 

0（填“＜”“=”或“＞”，下同），△S

 

0；請(qǐng)選擇經(jīng)濟(jì)、且適宜的反應(yīng)溫度：

 

．
（2）下列事實(shí)可以說(shuō)明該反應(yīng)已達(dá)平衡的是

 

．

A．混合氣體的密度不再變化
B．氫氣的體積分?jǐn)?shù)保持不變
C．氫氣、苯乙烯的生成速率之比保持不變
D．單位時(shí)間內(nèi)消耗的n（乙苯）等于生成的n（H₂）
（3）從壓強(qiáng)因素分析，為提高乙苯的轉(zhuǎn)化率，應(yīng)采用

 

的生產(chǎn)條件．實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中常采用通入水蒸氣的方法．水蒸氣的含量對(duì)反應(yīng)的影響結(jié)果如圖（b）所示．
①在做這四組實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)該采用的其他實(shí)驗(yàn)條件是

 

．
A．反應(yīng)溫度相同          B．采用不同的催化劑
C．壓強(qiáng)都控制在常壓下     D．反應(yīng)相同時(shí)間時(shí)測(cè)定實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
②圖（b）表明：

 

．
③一定溫度下，在恒壓密閉容器中，通入一定量

n(H2O)

n(乙苯)

=7：1的氣體，發(fā)生上述反應(yīng)，在t₁時(shí)刻達(dá)到平衡．保持其他條件不變，此時(shí)分離出一定量的水蒸氣，在t₂時(shí)刻重新達(dá)到平衡，請(qǐng)?jiān)赾圖中畫如反應(yīng)再次達(dá)到平衡過(guò)程的圖象．

Answer 1

考點(diǎn)：反應(yīng)熱和焓變,化學(xué)平衡建立的過(guò)程,化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷

專題：基本概念與基本理論

分析：（1）從圖示a可見(jiàn)，隨溫度升高，苯乙烯產(chǎn)率增大，可見(jiàn)反應(yīng)吸熱；又據(jù)方程式可見(jiàn)，1mol氣體反應(yīng)生成2mol氣體，可知為熵增大反應(yīng)，據(jù)圖a分析適宜的溫度為580℃；
（2）化學(xué)平衡狀態(tài)的判定關(guān)鍵是v（正）=v（逆），特點(diǎn)是各組分的濃度不變，據(jù)此判斷；
（3）正反應(yīng)為體積增大的可逆反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，平衡逆向移動(dòng)；①在容積可變的密閉容器中分別作了四組實(shí)驗(yàn)，探究溫度等因素對(duì)該反應(yīng)的產(chǎn)率影響，據(jù)此解答；
②據(jù)圖象分析，隨

n(H2O)

n(乙苯)

的增大，產(chǎn)率增大；
③分離出水蒸氣，反應(yīng)物濃度增大，反應(yīng)速率加快，但

n(H2O)

n(乙苯)

減小，導(dǎo)致產(chǎn)率降低，平衡逆向移動(dòng)，據(jù)此畫圖．

解答： 解：（1）從圖示a可見(jiàn)，隨溫度升高，苯乙烯產(chǎn)率增大，可見(jiàn)反應(yīng)吸熱；又據(jù)方程式可見(jiàn)，1mol氣體反應(yīng)生成2mol氣體，可知為熵增大反應(yīng)，據(jù)圖a分析適宜的溫度為580℃，故答案為：＞；＞；580℃；
（2）A、反應(yīng)是在容積可變的密閉容器中進(jìn)行，反應(yīng)前后氣體體積不相等，而m不變，故混合氣體的密度不再變化時(shí)反應(yīng)處于平衡狀態(tài)，故A正確；
B、氫氣的體積分?jǐn)?shù)不變，說(shuō)明反應(yīng)處于平衡狀態(tài)，故B正確；
C、氫氣、苯乙烯都是生成物，且化學(xué)計(jì)量數(shù)都是1，所以氫氣、苯乙烯的生成速率之比永遠(yuǎn)保持不變，故C錯(cuò)誤；
D、乙苯是反應(yīng)物，氫氣是生成物，且化學(xué)計(jì)量數(shù)都是1，所以單位時(shí)間內(nèi)消耗的n（乙苯）等于生成的n（H₂），不能說(shuō)明反應(yīng)是平衡狀態(tài)，故D錯(cuò)誤；
故選：AB．
（3）正反應(yīng)為體積增大的可逆反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，平衡逆向移動(dòng)，所以從壓強(qiáng)因素分析，為提高乙苯的轉(zhuǎn)化率，應(yīng)采用低壓的生產(chǎn)條件；故答案為：低壓；
①在容積可變的密閉容器中分別作了四組實(shí)驗(yàn)，探究溫度等因素對(duì)該反應(yīng)的產(chǎn)率影響，所以應(yīng)該采用的其他實(shí)驗(yàn)條件是
圖a時(shí)壓強(qiáng)相同，圖b時(shí)溫度相同，故選：AC；
②圖（b）表明：隨

n(H2O)

n(乙苯)

的增大，產(chǎn)率增大，故答案為：在恒溫恒壓下，隨

n(H2O)

n(乙苯)

的增大，產(chǎn)率增大；
③分離出水蒸氣，反應(yīng)物濃度增大，反應(yīng)速率加快，但

n(H2O)

n(乙苯)

減小，導(dǎo)致產(chǎn)率降低，平衡逆向移動(dòng)，可得圖象為：，故答案為：．

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查化學(xué)平衡狀態(tài)的建立以及平衡狀態(tài)的判斷和平衡的移動(dòng)，題目有一定的難度，特別是（3）的③注意反應(yīng)速率比原平衡快．