Question

(14分)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驗，實驗結(jié)果如下圖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；請選擇經(jīng)濟、且適宜的反應(yīng)溫度： 。

(2)下列事實可以說明該反應(yīng)已達平衡的是 。

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．單位時間內(nèi)消耗的n(乙苯)等于生成的n(H2)

(3)從壓強因素分析，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。水蒸氣的含量對反應(yīng)的影響結(jié)果如上圖(b)所示。

①在做這四組實驗時，應(yīng)該采用的其他實驗條件是 。

A．反應(yīng)溫度相同 B．采用不同的催化劑

C．壓強都控制在常壓下 D．反應(yīng)相同時間時測定實驗數(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時刻達到平衡。保持其他條件不變，此時分離出一定量的水蒸氣，在t2時刻重新達到平衡，請在右圖中畫如反應(yīng)再次達到平衡過程的圖像。

 

Answer 1

（1）＞；＞；580° （2）AB （3）低壓 ①AC

②在恒溫恒壓條件下，n(H2O)/n(乙苯)的比值越高，產(chǎn)率越高 ③

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)圖a可知，隨著溫度的升高產(chǎn)率逐漸增大。這說明升高溫度平衡向正反應(yīng)方向移動，因此正方應(yīng)是吸熱反應(yīng)，即△H＞0；根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式可知，該反應(yīng)是體積增大的可逆反應(yīng)，因此△S＞0。根據(jù)圖a可知溫度升高到580℃以后產(chǎn)率增加的不是很明顯，因此適宜的溫度應(yīng)該是580℃。

（2）在一定條件下，當(dāng)可逆反應(yīng)的正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等時（但不為0），反應(yīng)體系中各種物質(zhì)的濃度或含量不再發(fā)生變化的狀態(tài)，稱為化學(xué)平衡狀態(tài)，則A、密度是混合氣的質(zhì)量和容器容積的比值，在反應(yīng)過程中質(zhì)量始終是不變的，但容器容積是變化的，因此當(dāng)密度不再發(fā)生變化時，可以說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，A正確；B、氫氣的體積分?jǐn)?shù)保持不變可以說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，B正確；C、根據(jù)反應(yīng)速率之比是相應(yīng)的化學(xué)計量數(shù)之比可知氫氣、苯乙烯的生成速率之比始終保持不變，不能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，C不正確；D、根據(jù)反應(yīng)速率之比是相應(yīng)的化學(xué)計量數(shù)之比可知，單位時間內(nèi)消耗的n(乙苯)等于生成的n(H2)，因此不能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，D不正確，答案選AB。

（3）正方應(yīng)是體積增大的可逆反應(yīng)，所以從壓強因素分析，為提高乙苯的轉(zhuǎn)化率，應(yīng)采用低壓的生產(chǎn)條件。

①要探究水蒸氣的含量對反應(yīng)的影響結(jié)果，則根據(jù)定一議二的原則可知，其它反應(yīng)條件應(yīng)該是相同的，即溫度、壓強和催化劑均是相同的，答案選AC。

②根據(jù)圖b可知，在恒溫恒壓條件下，n(H2O)/n(乙苯)的比值越高，產(chǎn)率越高。

③保持其他條件不變，此時分離出一定量的水蒸氣，則導(dǎo)致容器內(nèi)壓強降低，因此要保持恒壓則需要縮小容器的容積，因此相當(dāng)于是增大壓強，平衡向正反應(yīng)方向移動，則圖像可表示為。

考點：考查外界條件對反應(yīng)速率和平衡狀態(tài)的影響、平衡狀態(tài)的判斷以及反應(yīng)條件的選擇