题目内容

18．利用化学反应原理解决下列问题．
（1）在CuCl2水溶液中存在如下平衡：[Cu（H2O）4]2+（蓝）+4Cl-═[CuCl4]2-（绿）+4H2O，请写出一个能使黄绿色CuCl2溶液向蓝色转化的操作是加入硝酸银溶液．
（2）将铁粉和硫粉混合后加热，待反应一发生即停止加热，反应仍可持续进行，直至反应完全生成新物质硫化亚铁．这现象说明了铁粉和硫粉发生的反应是放热反应．
（3）乙苯催化脱氢制苯乙烯反应：
△H=+124kJ•mol-1
工业上，通常在乙苯蒸气中掺混水蒸气（原料气中乙苯和水蒸气物质的量之比为1：9），控制反应温度600℃，并保持体系总压为常压的条件下进行反应．
在不同反应温度下，乙苯的平衡转化率和某催化剂作用下苯乙烯的选择性（指除了H2以外的产物中苯乙烯的物质的量分数）示意图如图：
①掺入水蒸气能提高乙苯的平衡转化率，说明水蒸气的加入相当于减压（填“加压”或“减压”）的效果．
②控制反应温度为600℃的理由是600℃时乙苯的转化率与苯乙烯的选择性均较高，温度过低，反应速率较慢，转化率较低，温度过高，选择性下降，高温下可能使催化剂失去活性，且消耗能量较大．

分析 （1）使溶液由黄色变成蓝色，应使平衡向左移动，可以加入硝酸银溶液降低氯离子浓度；
（2）将铁粉和硫粉混合后加热，待反应一发生即停止加热，反应仍可持续进行，直至反应完全生成新物质硫化亚铁．这现象说明了铁粉和硫粉发生的反应是放热反应；
（3）①保持压强不变，加入水蒸气，容器体积应增大，等效为降低压强，平衡向气体体积增大的方向移动；
②600℃时乙苯的转化率与苯乙烯的选择性均较高；结合温度对乙苯转化率、苯乙烯选择性、温度对反应速率与催化剂的影响及消耗能量等，分析控制反应温度为600℃的理由．

解答 解：（1）使溶液由黄色变成蓝色，应使平衡向左移动，可以加入硝酸银溶液降低氯离子浓度，
故答案为：加入硝酸银溶液；
（2）将铁粉和硫粉混合后加热，待反应一发生即停止加热，反应仍可持续进行，直至反应完全生成新物质硫化亚铁．这现象说明了铁粉和硫粉发生的反应是放热反应；故答案为：铁粉和硫粉发生的反应是放热反应；
（3）①正反应为气体分子数增大的反应，保持压强不变，加入水蒸气，容器体积应增大，等效为降低压强，平衡向正反应方向移动，提高乙苯的平衡转化率，
故答案为：减压；
②600℃时乙苯的转化率与苯乙烯的选择性均较高，温度过低，反应速率较慢，转化率较低，温度过高，选择性下降，高温下可能失催化剂失去活性，且消耗能量较大，故选择600℃左右，
故答案为：600℃时乙苯的转化率与苯乙烯的选择性均较高，温度过低，反应速率较慢，转化率较低，温度过高，选择性下降，高温下可能使催化剂失去活性，且消耗能量较大．

点评 本题考查化学平衡移动原理应用、化学反应与能量关系以及图表信息的提取和应用，题目难度较大．

练习册系列答案
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