Question

1．乙苯催化脱氢生产苯乙烯的反应：

（1）一定温度下，将a mol乙苯加入体积为V L的密闭容器中，发生上述反应，反应时间与容器内气体总压强的数据如表：

时间/min	0	10	20	30	40
总压强/100kPa	1.0	1.2	1.3	1.4	1.4

①平衡时，容器中气体物质的量总和为1.4amol，乙苯的转化率为40%．
②列式计算此温度下该反应的平衡常数K$\frac{4a}{15V}$．
（2）根据化学反应原理，分析减小压强对该反应的影响该反应分子数增加，减小压强使平衡右移，乙苯转化率增大，苯乙烯产率增加，减小压强使乙苯浓度减小，反应速率减小．

Answer 1

分析 （1）①根据压强与气体物质的量成正比确定反应后气体的总物质的量；利用差量法计算出反应消耗乙苯的物质的量，然后计算出乙苯的转化率；
②利用三段式计算出平衡时各组分的物质的量，然后利用平衡常数表达式计算出该温度下该反应的平衡常数；
（2）该反应为气体体积增大的反应，减小压强后平衡向着气体体积增大的反应方向移动；再结合压强对反应速率的影响分析．

解答 解：（1）①容器容积固定，则容器内压强与气体的总物质的量成正比，根据表中数据可知，达到平衡时压强为反应前的1.4倍，则平衡时气体的总物质的量为：amol×1.4=1.4amol；
平衡时气体的物质的量增大：1.4amol-amol=0.4amol，设有x mol 乙苯发生转化，
△n
    1                      1             1       1
    xmol                                       0.4amol
则：x=$\frac{0.4amol×1}{1}$=0.4amol，
所以乙苯的转化率为：$\frac{0.4amol}{amol}$×100%=40%，
故答案为：1.4a；40%；
②发生反应为
反应前（mol）    a                    0             0
转化（mol）     0.4a                 0.4a         0.4a
平衡时（mol）   0.6a                0.4a          0.4a
则该反应的平衡常数为：K=$\frac{\frac{0.4a}{V}×\frac{0.4a}{V}}{\frac{0.6a}{V}}$=$\frac{4a}{15V}$，
故答案为：$\frac{4a}{15V}$；
（2）根据反应方程式可知，该反应中气体的分子数增加，则减小压强后平衡右移，乙苯转化率增大，苯乙烯产率增加；减小压强后使乙苯浓度减小，则反应速率减小，
故答案为：该反应分子数增加，减小压强使平衡右移，乙苯转化率增大，苯乙烯产率增加，减小压强使乙苯浓度减小，反应速率减小．

点评 本题考查了化学平衡的计算，题目难度中等，明确化学平衡及其影响为解答关键，注意掌握三段式在化学平衡的计算中的应用方法，试题培养了学生的分析能力及化学计算能力．