题目内容
【题目】苯乙烯是重要的基础有机化工原料。工业中以乙苯（C6H5-CH2CH3）为原料，采用催化脱氢的方法制取苯乙烯（C6H5-CH=CH2）的反应方程式：
△H（1）已知：
化学键 | C－H | C－C | C＝C | H－H |
键能/kJ·molˉ1 | 412 | 348 | 612 | 436 |
计算上述反应的△H＝________ kJ·mol－1。
（2）一定条件下，在体积不变的密闭容器中，反应过程中各物质浓度随时间变化的关系如下图所示。在t1时刻加入H2，t2时刻再次达到平衡。物质X为__________，判断理由是_______________________。
（3）在体积为2L的恒温密闭容器中通入2mol乙苯蒸汽，2分钟后达到平衡，测得氢气的浓度是0.5mol/L，则乙苯蒸汽的反应速率为_________________；维持温度和容器体积不变，向上述平衡中再通入1mol氢气和1mol乙苯蒸汽，则v正_______v逆（填“大于”、“小于”或“等于”）。
（4）实际生产时反应在常压下进行，且向乙苯蒸气中掺入水蒸气，利用热力学数据计算得到温度和投料比M对乙苯平衡转化率的影响可用如图表示。[M=n(H2O)/n(乙苯)]
① 比较图中A、B两点对应的平衡常数大小：KA________KB
② 图中投料比(M1、M2、M3)的大小顺序为________。
【答案】 124 乙苯 加入H2后平衡向左移动，乙苯浓度增大 0.25mol·L-1·min-1 等于 < M1>M2>M3
【解析】分析：（1）ΔH＝反应物的化学键断裂吸收的能量－生成物的化学键形成释放的能量；
（2）根据外界条件对平衡状态的影响分析；
（3）根据反应速率的含义计算；根据浓度熵判断；
（4）根据温度、压强对平衡状态的影响分析。
详解：（1）根据方程式可知上述反应的△H＝（348×2+412×5－348－612－412×3－436）kJ/mol＝+124 kJ·mol－1。
（2）由于加入H2后平衡向左移动，乙苯浓度增大，所以物质X为乙苯；
（3） 
起始浓度（mol/L） 1 0 0
转化浓度（mol/L） 0.5 0.5 0.5
平衡浓度（mol/L） 0.5 0.5 0.5
则乙苯蒸汽的反应速率为0.5mol/L÷2min＝0.25mol·L-1·min-1；维持温度和容器体积不变，向上述平衡中再通入1mol氢气和1mol乙苯蒸汽，则浓度熵为
＝K＝
，因此v正等于v逆。
（4）①正反应吸热，B点温度高于A点，则图中A、B两点对应的平衡常数大小：KA＜KB；
②由于反应物只有一种，增大反应物浓度相当于增大压强平衡向逆反应方向进行，转化率减小，因此图中投料比(M1、M2、M3)的大小顺序为M1＞M2＞M3。
