题目内容
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）的反应方程式为：C6H5-CH2CH3（g）?C6H5-CH=CH2（g）+H2（g）△H1
（1）向体积为VL的密闭容器中充入a mol乙苯，反应达到平衡状态时，平衡体系组成（物质的量分数）与温度的关系如图1所示：600℃时，由图1可知：
①氢气的物质的量分数为 ．
②乙苯的平衡转化率为 ．
③计算此温度下该反应的平衡常数 ．
（2）分析上述平衡体系组成与温度的关系图可知：
①△H1 0（填“＞”、“=”或“＜”）．
②当温度高于970℃，苯乙烯的产率不再增加，其原因可能是 ．
（3）已知某温度下，当压强为101.3kPa时，该反应中乙苯的平衡转化率为30%；在相同温度下，若反应体系中加入稀释剂水蒸气并保持体系总压为101.3kPa，请在图2中画出．
乙苯的平衡转化率与
的关系曲线[
=12时，乙苯的平衡转化率基本保持不变]．
（4）已知：3C2H2（g）?C6H6（g）△H2
C6H6（g）+C2H4（g）?C6H5-CH2CH3（g）△H3
则反应3C2H2（g）+C2H4（g）?C6H5-CH=CH2（g）+H2（g）的△H= ．
（1）向体积为VL的密闭容器中充入a mol乙苯，反应达到平衡状态时，平衡体系组成（物质的量分数）与温度的关系如图1所示：600℃时，由图1可知：
①氢气的物质的量分数为
②乙苯的平衡转化率为
③计算此温度下该反应的平衡常数
（2）分析上述平衡体系组成与温度的关系图可知：
①△H1
②当温度高于970℃，苯乙烯的产率不再增加，其原因可能是
（3）已知某温度下，当压强为101.3kPa时，该反应中乙苯的平衡转化率为30%；在相同温度下，若反应体系中加入稀释剂水蒸气并保持体系总压为101.3kPa，请在图2中画出．
乙苯的平衡转化率与
| n(水蒸气) |
| n(乙苯) |
| n(水蒸气) |
| n(乙苯) |
（4）已知：3C2H2（g）?C6H6（g）△H2
C6H6（g）+C2H4（g）?C6H5-CH2CH3（g）△H3
则反应3C2H2（g）+C2H4（g）?C6H5-CH=CH2（g）+H2（g）的△H=
考点：产物的百分含量随浓度、时间的变化曲线,用盖斯定律进行有关反应热的计算,化学平衡的影响因素,转化率随温度、压强的变化曲线
专题：基本概念与基本理论
分析：（1）①利用三段式求出平衡时各组分的物质的量，然后应用
×100%解氢气的物质的量分数；
②乙苯的平衡转化率=
×100%；
③根据三行式求出平衡时各组的浓度，最后代入平衡常数表达式；
（2）①由图可知温度升高，氢气平衡的物质量分数在增加，所以平衡正向移动，正反应为吸热反应；
②温度太高时乙苯分解为碳和氢气；
（3）体系总压强不变时，加入稀释剂，参与反应的各物质浓度同等程度减小，相当于反应体系减压，故平衡向气体物质的量增大的方向移动，C6H5C2H5平衡转化率增大；
（4）利用盖斯定律结合已知热化学方程式计算．
| 该物质的物质的量 |
| 平衡混合体系的总量 |
②乙苯的平衡转化率=
| 参加反应的量 |
| 起始的量 |
③根据三行式求出平衡时各组的浓度，最后代入平衡常数表达式；
（2）①由图可知温度升高，氢气平衡的物质量分数在增加，所以平衡正向移动，正反应为吸热反应；
②温度太高时乙苯分解为碳和氢气；
（3）体系总压强不变时，加入稀释剂，参与反应的各物质浓度同等程度减小，相当于反应体系减压，故平衡向气体物质的量增大的方向移动，C6H5C2H5平衡转化率增大；
（4）利用盖斯定律结合已知热化学方程式计算．
解答：
解：（1）①C6H5-CH2CH3（g）?C6H5-CH=CH2（g）+H2（g）
起始量 a mol 0 0
变化量 x mol x mol x mol
平衡量 （a-x）mol x mol x mol
由图1可知，600℃时乙苯的含量为50%，则：
×100%=50%，解得x=
a，
氢气的物质的量分数为
×100%=25%，
故答案为：25%；
②乙苯的平衡转化率为
×100%=33.3%，故答案为：33.3%；
③C6 H5-CH2 CH3 （g）?C6 H5-CH=CH2 （g）+H2（g）
各物质的平衡浓度：c（C6 H5-CH2 CH3 ）=
mol?L-1，c（C6 H5-CH=CH2）=
mol?L-1，c（H2）=
mol?L-1，
则K=
=
，
故答案为：
；
（2）①由图可知温度升高氢气平衡的物质量分数在增加，平衡正向移动，正反应为吸热反应，故答案为：＞；
②当温度高于970℃时，由于温度太高，剩余的乙苯分解为碳和氢气，所以苯乙烯的产率不再增加；
故答案为：剩余的乙苯脱氢炭化；
（3）（3）体系总压强不变时，加入稀释剂，参与反应的各物质浓度同等程度减小，相当于反应体系减压，故平衡向气体物质的量增大的方向移动，C6H5C2H5平衡转化率增大，起始时乙苯的平衡转化率为30%，当
增大时，乙苯的转化率增大，当[
=12时，乙苯的平衡转化率基本保持不变，据此画图为：
；
故答案为：；
（4）已知：①C6H5-CH2CH3（g）?C6H5-CH=CH2（g）+H2（g）△H1
②3C2H2（g）?C6H6（g）△H2
③C6H6（g）+C2H4（g）?C6H5-CH2CH3（g）△H3
由盖斯定律可知，①式+②式+③式得：3C2H2（g）+C2H4（g）?C6H5-CH=CH2（g）+H2（g）△H=△H1+△H2+△H3，
故答案为：△H1+△H2+△H3．
起始量 a mol 0 0
变化量 x mol x mol x mol
平衡量 （a-x）mol x mol x mol
由图1可知，600℃时乙苯的含量为50%，则：
| a-x |
| a-x+x+x |
| 1 |
| 3 |
氢气的物质的量分数为
| x |
| a-x+x+x |
故答案为：25%；
②乙苯的平衡转化率为
| x mol |
| amol |
③C6 H5-CH2 CH3 （g）?C6 H5-CH=CH2 （g）+H2（g）
各物质的平衡浓度：c（C6 H5-CH2 CH3 ）=
| 2a |
| 3V |
| a |
| 3V |
| a |
| 3V |
则K=
| ||||
|
| a |
| 6V |
故答案为：
| a |
| 6V |
（2）①由图可知温度升高氢气平衡的物质量分数在增加，平衡正向移动，正反应为吸热反应，故答案为：＞；
②当温度高于970℃时，由于温度太高，剩余的乙苯分解为碳和氢气，所以苯乙烯的产率不再增加；
故答案为：剩余的乙苯脱氢炭化；
（3）（3）体系总压强不变时，加入稀释剂，参与反应的各物质浓度同等程度减小，相当于反应体系减压，故平衡向气体物质的量增大的方向移动，C6H5C2H5平衡转化率增大，起始时乙苯的平衡转化率为30%，当
| n(水蒸气) |
| n(乙苯) |
| n(水蒸气) |
| n(乙苯) |
；故答案为：
；（4）已知：①C6H5-CH2CH3（g）?C6H5-CH=CH2（g）+H2（g）△H1
②3C2H2（g）?C6H6（g）△H2
③C6H6（g）+C2H4（g）?C6H5-CH2CH3（g）△H3
由盖斯定律可知，①式+②式+③式得：3C2H2（g）+C2H4（g）?C6H5-CH=CH2（g）+H2（g）△H=△H1+△H2+△H3，
故答案为：△H1+△H2+△H3．
点评：本题考盖斯定律的应用、化学平衡常数的计算、以及三行式来求反应的转化率等，题目计算量较大，涉及的知识点较多，难度中等，注意对图象的分析利用是解题的关键．
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