Question

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

（1）總反應（g）+CO₂（g）?（g）+CO（g）+H₂O（g）的△H=

 

．
（2）下列敘述不能說明反應體系已達到平衡狀態(tài)的是

 

（填字母）．
a．v_正（CO）=v_逆（CO）　　　        b．c（CO₂）=c（CO）
c．消耗1mol CO₂同時生成1mol H₂O    d．混合氣體的平均相對分子質量保持不變
（3）某化學興趣小組欲探究在相同壓強條件下，CO₂用量和溫度條件對乙苯脫氫反應（）的影響，并設計了如下實驗：

試驗編號	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乙苯脫氫反應的化學平衡常數(shù)表達式為

 

．
②經實驗測得，三組實驗中乙苯的轉化隨時間變化如上圖所示．其中未知曲線代表的是實驗

 

（填“Ⅱ”或“Ⅲ”）．請用平衡移動原理解釋該條件改變對乙苯轉化率產生影響的原因：

 

．

Answer 1

考點：有關反應熱的計算,化學平衡的影響因素,化學平衡狀態(tài)的判斷

專題：化學平衡專題

分析：（1）根據(jù)蓋斯定律結合熱化學方程式分析；
（2）根據(jù)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(shù)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平衡常數(shù)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；
②根據(jù)實驗目的是探究CO₂用量和溫度條件對乙苯脫氫反應的影響來回答．

解答： 解：（1）根據(jù)蓋斯定律，反應①+②得到：（g）+CO₂（g）?（g）+CO（g）+H₂O（g），所以該反應的反應熱為：△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），即正逆反應速率相等，所以達到了化學平衡狀態(tài)，故A錯誤；
B．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B正確；
C．消耗1mol CO₂同時生成1mol H₂O，只能表示反應的正方向速率，不能說明正逆反應速率相等，故C正確；
D．反應前后氣體物質的量改變，但質量守恒，所以混合氣體的平均相對分子質量會改變，則當平均相對分子質量不變化，證明達到了平衡，故D錯誤；
故選BC；
（3）①化學反應的平衡常數(shù)表達K=

c(苯乙烯)?c(H2)

c(乙苯)

，故答案為：K=

c(苯乙烯)?c(H2)

c(乙苯)

；
②根據(jù)圖2所示．未知曲線中，乙苯的轉化率降低，化學反應逆向移動，實驗Ⅲ符合圖示信息，對于平衡：，通入CO₂，CO₂與H₂反應，使c（H₂）下降，平衡向正反應方向移動，乙苯的轉化率提高，
故答案為：Ⅲ；對于平衡：，通入CO₂，CO₂與H₂反應，使c（H₂）下降，平衡向正反應方向移動，乙苯的轉化率提高．

點評：本題綜合性較大，涉及化學平衡狀態(tài)的判斷、蓋斯定律、化學平衡、平衡常數(shù)等知識，注意知識的歸納和整理是關鍵，難度大．