Question

（16分）苯乙烯（C₆H₅CH＝CH₂）是生产各种塑料的重要单体，其制备原理是：

C₆H₅C₂H₅(g)C₆H₅CH＝CH₂(g)＋H₂ (g) △H＝+125kJ·mol^－1

（1）该反应的平衡常数表达式为K＝    __   _____________   。随着温度的升高，K值________（填“增大”、“减小”或“不变”，下同）。

（2）实际生产中常以高温水蒸气作为反应体系的稀释剂（稀释剂不参加反应）。C₆H₅C₂H₅的平衡转化率与水蒸气的用量、体系总压强关系如下图。

①由上图可得出：

结论一：其他条件不变，水蒸气的用量越大，平衡转化率越______；

结论二：__________________________________________________。

②加入稀释剂能影响C₆H₅C₂H₅平衡转化率的原因是：_______________________。

（3）某些工艺中，在反应的中途加入O₂和特定的催化剂，有利于提高C₆H₅C₂H₅的平衡转化率。试解释其原因：_______________________________________________。

 

Answer 1

【答案】

(1) K=   （2分）   增大   （3分）

（2）①高  （1分） 其他条件不变，体系总压强越大，平衡转化率越小。  （3分）

②总压不变时，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的平衡转化率增大。（4分）

（或答：总压不变时，加入稀释剂，参与反应的各物质浓度同等程度减小，浓度商的计算结果小于平衡常数K，故平衡向正反应方向移动，C₆H₅C₂H₅的平衡转化率增大。）

（3）O₂将反应生成的H₂消耗掉，减小了H₂的浓度，同时该反应放热使体系升温，两种因素均使平衡向正反应方向移动。  （3分）

【解析】平衡常数是指可逆反应在一定条件下达到平衡状态时，生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值，所以K= 。正反应是吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，所以平衡常数增大。

（2）①根据图像可知，水蒸气的用量越大，平衡转化率越高。根据不同压强下的转化率可判断，其他条件不变，体系总压强越大，平衡转化率越小。

②因为在总压不变时，加入稀释剂，容器容积必然增大，即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的平衡转化率增大。

（3）因为O₂能将反应生成的H₂消耗掉，减小了H₂的浓度，同时该反应放热使体系升温，两种因素均使平衡向正反应方向移动。