Question

工业上采用乙苯与CO₂脱氢生产重要化工原料苯乙烯

其中乙苯在CO₂气氛中的反应可分两步进行

（1）上述乙苯与CO₂反应的反应热△H=

 

（2）①乙苯与CO₂反应的平衡常数表达式为：K=

 

，若温度升高，平衡常数数值将

 

（填增大、减小或不变）
②乙苯与CO₂在固定体积的容器中反应下列叙述不能说明已达到平衡状态的是

 

a．体系的密度不再改变      b．体系的压强不再改变
c．c（CO₂）=c（CO）    d．消耗1molCO₂同时生成1molH₂O      e．CO₂的体积分数保持不变
（3）在3L密闭容器内，乙苯与CO₂的反应在三种不同的条件下进行实验，乙苯、CO₂的起始浓度分别为1.0mol/L和3.0mol/L，其中实验I在T₁℃，0.3MPa，而实验II、III分别改变了实验其他条件；乙苯的浓度随时间的变化如图所示．

①实验I乙苯在0-50min时的反应速率为

 

②实验Ⅱ可能改变条件的是

 

．

Answer 1

考点：物质的量或浓度随时间的变化曲线,化学平衡状态的判断

专题：化学平衡专题

分析：（1）根据盖斯定律结合热化学方程式分析；
（2）①平衡常数等于生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积，结合方程式分析；该反应正方向为放热反应，根据温度对平衡的影响分析；
②根据化学平衡状态的特征解答，当反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等（同种物质）或正逆速率之比等于化学计量数之比（不同物质），各物质的浓度、百分含量不变，以及由此衍生的一些量也不发生变化；
（3）①根据图I中乙苯的浓度变化，求出反应速率；
②根据图I中实验Ⅱ改变条件平衡不移动，反应速率增大．

解答： 解：（1）方程A+方程B得到：，所以该反应的反应热为：△H=△H₁+△H₂=-125-41=-166KJ/mol，
故答案为：-166KJ/mol；
（2）①乙苯与CO₂反应的平衡常数表达式为：K=

c(C6H5CH=CH2)?c(CO)?c(H2O)

c(C6H5CH2CH3)?c(CO2)

，该反应正方向为放热反应，升高温度平衡逆移，平衡常数减小；
故答案为：

c(C6H5CH=CH2)?c(CO)?c(H2O)

c(C6H5CH2CH3)?c(CO2)

；减小；
②a．反应前后体积不变，质量守恒，所以体系的密度始终不变，故不能用密度判断平衡，故a错误；
b．反应前后气体的体积不等，所以体系的压强改变，当压强不再变化即是平衡状态，故b正确；
c．c（CO₂）与c（CO）的浓度是否相等，与反应的起始量和转化率有关，所以当c（CO₂）=c（CO）时，不能说明已经达到平衡状态，故c错误；
d．消耗1molCO₂为正速率，同时生成1molH₂O也是正速率，都是正速率，二者始终相等，不能说明已经达到平衡状态，故d错误；
e．随着反应的进行CO₂的体积分数逐渐减小，当CO₂的体积分数保持不变，即是平衡状态，故e正确；
所以不能说明已达到平衡状态的是acd，
故答案为：acd；
（3）①根据图I中可知，0-50min时乙苯的浓度变化为1.0mol/L-0.4mol/L=0.6mol/L，
则其反应速率为

△c

t

=

0.6mol/L

50min

=0.012mol/（L?min）；
故答案为：0.012mol/（L?min）；
②根据图I中实验Ⅱ改变条件平衡不移动，而反应速率增大，所以改变的条件是加催化剂，
故答案为：加催化剂．

点评：本题综合性较大，涉及化学平衡状态的判断、化学平衡常数、化学平衡影响因素、反应速率的计算等，题目涉及的内容较多，侧重于考查学生对知识点的综合应用能力，题目难度中等．