Question

苯乙烯是現代石油化工產品中最重要的單體之一。在工業上，苯乙烯可由乙苯和CO₂
催化脫氫制得。總反應原理如下：
   △H
回答下列問題：
（1）乙苯在CO₂氣氛中的反應可分兩步進行：
△H₁=＋117.6kJ·mol^－1
H₂ (g)＋CO₂ (g)CO (g)＋H₂O (g) △H₂=＋41.2kJ·mol^－1
由乙苯制取苯乙烯反應的             。
（2）在溫度為T₁時，該反應的平衡常數K=0.5mol/L。在2L的密閉容器中加入乙苯與CO₂，反應到某時刻測得混合物中各組分的物質的量均為1.0mol。
①該時刻化學反應          （填“是”或“不是”）處于平衡狀態；
②下列敘述能說明乙苯與CO₂在該條件下反應已達到平衡狀態的是          （填正確答案編號）；
a．正、逆反應速率的比值恒定     b．c(CO₂)=c(CO)
c．混合氣體的密度不變                    d．CO₂的體積分數保持不變
③若將反應改為恒壓絕熱條件下進行，達到平衡時，則乙苯的物質的量濃度     （填正確答案編號）

A．大于0.5mol/L	B．小于0.5mol/L
C．等于0.5mol/L	D．不確定

（3）在溫度為T₂時的恒容器中，乙苯、CO₂的起始濃度分別為2.0mol/L和3.0mol/L，設反應平衡后總壓強為P、起始壓強為，則反應達到平衡時苯乙烯的濃度為      ，           （均用含、P的表達式表示）。
（4）寫出由苯乙烯在一定條件下合成聚苯乙烯的化學方程式                       。

Answer 1

（1）＋158.8kJ·mol^－1(2分)（2）①是(2分) ②abd (3分) ③d(2分)
（3）mol·L^－1 (2分) ×100%(2分)
（4）(2分)

試題分析：（1）根據蓋斯定律，兩個方程式合并就得到乙苯制取苯乙烯反應的＋158.8kJ·mol^－1。
（2）①在2L的密閉容器中加入乙苯與CO₂，反應到某時刻測得混合物中各組分的物質的量均為1.0mol，所以各組分的濃度都是=0.5mol·L^－1，Q_C＝＝0.5=K，所以該時刻化學反應是處于平衡狀態；
②ad兩個選項都容易看出可以作為標志，要注意的是b，c(CO₂)=c(CO)代表各組分的濃度相等，實際上就是①的情況，所以也可以說明是達到了平衡狀態。c錯，因為該反應實在在2L的密閉容器中加入乙苯與CO₂，所以體積不變，根據質量守恒，氣體的質量也不變，所以密度是一個定制，不能作為達到平衡的標志，所以c不能選。
③因為該反應前后系數不等，恒壓就要擴大體積，平衡向正向移動，因為該反應正向是吸熱反應，絕熱要向逆向移動，所以恒壓絕熱兩個因素都在變化，不確定向哪個方向移動，所以乙苯的物質的量濃度不能確定。
（3）三段法
   
起始濃度     2.0           3.0        0         0       0
轉化濃度     x             x         x         x       x
平衡濃度   2.0－x       3.0－x       x          x       x
＝
反應達到平衡時苯乙烯的濃度為x＝mol·L^－1
乙苯的轉化率為×100%
（4）根據雙鍵的性質，加聚反應的規律即可寫出。