Question

【題目】苯乙烯是生產塑料和合成橡膠的重要基本有機原料，乙苯催化脫氫法是目前國內外生產苯乙烯的主要方法，其化學方程式為：

（1）升高反應溫度，其轉化率________，反應速率________(填“增大”、“減小”或“不變”)。

（2）等溫、等壓下，通入惰性氣體(如水蒸氣)能提高反應的轉化率，其原因是________。

（3）通入水蒸氣可延續催化劑Fe2O3被還原而失活，其原因是________(用化學平衡原理解釋)。

（4）一定條件下，在體積不變的密閉容器中，反應過程中各物質濃度隨時間變化的關系如下圖所示。在t1時刻加入H2，t2時刻再次達到平衡�；卮鹣铝袉栴}：

①物質X為__________，判斷理由是__________；

②t2時刻，苯乙烯的濃度為______molL-1；

③t1-t2時間段內，乙苯的反應速率為_______molL-1min-1；

（5）溫度T下，已知H2和苯乙烯的燃燒熱△H分別為-290kJmol-1和-4400kJmol-1，則乙苯的燃燒熱為△H_______kJmol-1。

Answer 1

【答案】（1）增大 增大 （2）體積變大，反應向分子數增加的方向進行

（3）Fe2O3在H2氛圍下可生成水蒸氣，加入水蒸氣可促使反應左移

（4）①乙苯 加入H2后平衡向左移動，故乙苯濃度增大

②(b2+ab)/(2a+b) ③ab/[(b+2a)(t2-t1)] （5）-4570

【解析】

試題分析：（1）升高反應溫度，平衡向吸熱反應方向移動，該反應正向吸熱，升高反應溫度，平衡正向移動，乙苯轉化率增大，升高反應溫度任何反應速率均增大；

（2）等溫、等壓下，通入惰性氣體，體積膨脹，相當于減小反應體系的壓強，平衡向氣體體積縮小的方向即正向移動，提高反應的轉化率；

（3）通入水蒸氣，Fe2O3在H2氛圍下可生成水蒸氣，加入水蒸氣可促使反應左移即向生成Fe2O3的方向移動；

（4）①在t1時刻加入H2，根據圖象物質X的濃度增加，則物質X為乙苯，因加入H2后平衡向左移動，故乙苯濃度增大；

②根據圖象t1時刻平衡時c(乙苯)=amolL-1，c(苯乙烯)=bmolL-1，

c(氫氣)=cmolL-1，則該溫度下K=；

設t1時刻加入xmolL-1H2，則根據圖象t2時刻再次達到平衡c(氫氣)=2cmolL-1，則

t1(molL-1) a b c+x

轉化濃度(molL-1) x-c x-c c+x-2c=x-c

t2(molL-1) a+(x-c) b-(x-c) 2c

在t1時刻加入H2，則溫度不變，t2時刻再次達到平衡與原平衡平衡常數相同，則K==，則x=，則t2時刻，苯乙烯的濃度為b-(x-c)=molL-1；

③由②分析t1-t2時間段內，乙苯轉化濃度為x-c=molL-1，則反應速率為v==molL-1；

（5）根據蓋斯定律乙苯的燃燒熱△H=-290kJmol-1 +(-4400kJmol-1)+(+120kJmol-1)=-4570kJmol-1。