Question

苯乙烯是现代石油化工产品中最重要的单体之一。在工业上，苯乙烯可由乙苯和CO₂
催化脱氢制得。总反应原理如下：
   △H
回答下列问题：
（1）乙苯在CO₂气氛中的反应可分两步进行：
△H₁=＋117.6kJ·mol^－1
H₂ (g)＋CO₂ (g)CO (g)＋H₂O (g) △H₂=＋41.2kJ·mol^－1
由乙苯制取苯乙烯反应的             。
（2）在温度为T₁时，该反应的平衡常数K=0.5mol/L。在2L的密闭容器中加入乙苯与CO₂，反应到某时刻测得混合物中各组分的物质的量均为1.0mol。
①该时刻化学反应          （填“是”或“不是”）处于平衡状态；
②下列叙述能说明乙苯与CO₂在该条件下反应已达到平衡状态的是          （填正确答案编号）；
a．正、逆反应速率的比值恒定     b．c(CO₂)=c(CO)
c．混合气体的密度不变                    d．CO₂的体积分数保持不变
③若将反应改为恒压绝热条件下进行，达到平衡时，则乙苯的物质的量浓度     （填正确答案编号）

A．大于0.5mol/L	B．小于0.5mol/L
C．等于0.5mol/L	D．不确定

（3）在温度为T₂时的恒容器中，乙苯、CO₂的起始浓度分别为2.0mol/L和3.0mol/L，设反应平衡后总压强为P、起始压强为，则反应达到平衡时苯乙烯的浓度为      ，           （均用含、P的表达式表示）。
（4）写出由苯乙烯在一定条件下合成聚苯乙烯的化学方程式                       。

Answer 1

（1）＋158.8kJ·mol^－1(2分)（2）①是(2分) ②abd (3分) ③d(2分)
（3）mol·L^－1 (2分) ×100%(2分)
（4）(2分)

试题分析：（1）根据盖斯定律，两个方程式合并就得到乙苯制取苯乙烯反应的＋158.8kJ·mol^－1。
（2）①在2L的密闭容器中加入乙苯与CO₂，反应到某时刻测得混合物中各组分的物质的量均为1.0mol，所以各组分的浓度都是=0.5mol·L^－1，Q_C＝＝0.5=K，所以该时刻化学反应是处于平衡状态；
②ad两个选项都容易看出可以作为标志，要注意的是b，c(CO₂)=c(CO)代表各组分的浓度相等，实际上就是①的情况，所以也可以说明是达到了平衡状态。c错，因为该反应实在在2L的密闭容器中加入乙苯与CO₂，所以体积不变，根据质量守恒，气体的质量也不变，所以密度是一个定制，不能作为达到平衡的标志，所以c不能选。
③因为该反应前后系数不等，恒压就要扩大体积，平衡向正向移动，因为该反应正向是吸热反应，绝热要向逆向移动，所以恒压绝热两个因素都在变化，不确定向哪个方向移动，所以乙苯的物质的量浓度不能确定。
（3）三段法
   
起始浓度     2.0           3.0        0         0       0
转化浓度     x             x         x         x       x
平衡浓度   2.0－x       3.0－x       x          x       x
＝
反应达到平衡时苯乙烯的浓度为x＝mol·L^－1
乙苯的转化率为×100%
（4）根据双键的性质，加聚反应的规律即可写出。