题目内容
【题目】苯乙烯是一种重要的化工原料，可采用乙苯催化脱氢法制备，反应如下：
(g)
(g)+H2(g) △H=+17.6kJ/mol
(1)在刚性容器中要提高乙苯平衡转化率，可采取的措施有______
(2)实际生产中往刚性容器中同时通入乙苯和水蒸气，测得容器总压和乙苯转化率随时间变化结果如图所示。
①平衡时，p(H2O)=_____kPa，平衡常数Kp=_____kPa(Kp为以分压表示的平衡常数)
②反应速率V=V正-V逆=k正P乙苯-k逆p苯乙烯p氢气，k正、k逆分别为正逆反应速率常数。计算a处的
______。
(3)O2气氛下乙苯催化脱氢同可时存在以下两种途径：
①a=________。
②途径I的反应历程如图所示，下列说法正确的是_____
a.CO2为氧化剂 b.状态1到状态2形成了O-H键
c.中间产物只有(
) d.该催化剂可提高乙苯的平衡转化率
③pCO2与乙苯平衡转化率关系如图分析，pCO2为15kPa时乙苯平衡转化率最高的原因______。
【答案】升温、降压、及时移去产物 80 45 2.5 159.2 a、b 当p(CO2)<15kPa，随着CO2压强增大，反应物浓度增大，促进平衡向右移动；当p(CO2)>15kPa，过多的CO2会造成催化剂表面乙苯的吸附下降
【解析】
(1)根据该反应的正反应为气体体积扩大的吸热反应，用平衡移动原理分析解答；
(2)①先根据压强增大数值计算反应的乙苯，然后根据乙苯的转化率计算混合气体中乙苯的含量，进而可得出水蒸气的含量，将各组分物质的量带入平衡常数表达式可得Kp；
②根据平衡时V正=V逆计算出
，再根据a点时反应混合物中个组分的物质的量带入速率公式及可得到相应的数值；
(3)①根据盖斯定律计算；②结合反应历程及化学平衡移动原理分析；③根据CO2是反应物，结合反应物的浓度对化学平衡移动的影响及CO2在催化剂表面的吸附作用分析判断。
(1)根据该反应的正反应为气体体积扩大的吸热反应，根据平衡移动原理可知：要提高乙苯的转化率，可采取的措施为升高温度、降低压强及时移去产物等方式；
(2)反应开始总压强为100，反应达到平衡时增大为115，增大了15，说明乙苯反应了15，由于乙苯的转化率为75，因此反应开始时乙苯的含量为15÷0.75=20，故H2O蒸气占80；
根据上述分析可知：平衡时n(乙苯)=20-15=5，n(苯乙烯)=n(H2)=15，则根据平衡常数的含义，物质的量的比等于气体的压强比，因此用平衡分压表示的平衡常数Kp=
=45；
②可逆反应
(g)
(g)+H2(g)达到平衡时，正反应与逆反应速率相等，此时乙苯为5，苯乙烯、氢气为15，k正P乙苯=k逆p苯乙烯p氢气，
=45；在a点时压强为112，则说明此时乙苯为8，苯乙烯、氢气为12，所以
=
=
=45×
=2.5；
(3)①反应过程中能量变化与反应途径无关，只与物质的始态和终态有关，根据图示可知反应热a=117.6kJ/mol+41.6kJ/mol=+159.2kJ/mol；
②a.CO2与乙苯反应后变为CO，C元素化合价降低，C获得电子，因此CO2为氧化剂,a正确；
b.根据图示可知由状态1到状态2形成了O-H键，b正确；
c.由反应历程可知中间产物除了(
)，还有
，c错误；
d.催化剂对化学平衡移动无影响，因此不能改变乙苯的转化率，d错误；
故合理选项是ab；
③乙苯与CO2发生可逆反应产生苯乙烯、H2O、CO，在p(CO2)<15kPa，随着CO2压强增大，反应物浓度增大，促进平衡向右移动；当p(CO2)>15kPa，过多的CO2吸附在催化剂表面，会造成催化剂表面乙苯的吸附下降，又导致其转化率降低。
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【题目】几种短周期元素的原子半径及主要化合价如下表：
元素代号 | X | Y | Z | W |
原子半径/pm | 160 | 143 | 70 | 66 |
主要化合价 | +2 | +3 | +3、+5、 |
|
下列叙述正确的是
A.X、Y的单质与稀盐酸反应速率X＜Y
B.一定条件下，W单质可以将Z从其氢化物中置换出来
C.Y的最高价氧化物对应的水化物能溶于稀氨水
D.常温下，Z单质与W的常见单质直接生成ZW2
