Question

17．工業(yè)上以乙苯為原料生產(chǎn)苯乙烯的反應(yīng)如下（Ph代表苯基）：
Ph-CH₂CH₃（g）?Ph-CH═CH₂（g）+H₂（g）△H
某研究小組為探究溫度等因素對該反應(yīng)的產(chǎn)率影響，在容積可變的密閉容器中分別作了四組實驗，實驗結(jié)果如圖a、b所示．

（1）根據(jù)反應(yīng)及如圖（a），判斷H＞0（填“＜”“=”或“＞”）K_500℃＞K_400℃（填“＜”“=”或“＞”）
（2）下列事實可以說明該反應(yīng)已達平衡的是AB．
A．混合氣體的密度不再變化
B．氫氣的體積分數(shù)保持不變
C．氫氣、苯乙烯的生成速率之比保持不變
D．單位時間內(nèi)消耗的n（乙苯）等于生成的n（H₂）
（3）從壓強因素分析，為提高乙苯的轉(zhuǎn)化率，應(yīng)采用低壓的生產(chǎn)條件．實際工業(yè)生產(chǎn)中常采用通入水蒸氣的方法．水蒸氣的含量對反應(yīng)的影響結(jié)果如圖（b）所示．
①在做這四組實驗時，應(yīng)該采用的其他實驗條件是AC．
A．反應(yīng)溫度相同          B．采用不同的催化劑
C．壓強都控制在常壓下     D．反應(yīng)相同時間時測定實驗數(shù)據(jù)
②由圖b判斷，隨著$\frac{n（{H}_{2}O）}{n（苯乙烯）}$比值增加產(chǎn)率增加的原因是正反應(yīng)為氣體分子數(shù)增大的反應(yīng)，保持壓強不變，加入水蒸氣，容器體積應(yīng)增大，等效為降低壓強，平衡向正反應(yīng)方向移動．
③若反應(yīng)在保持其他條件不變的情況下，壓縮體系的體積，在圖c中做出改變條件后達到新的平衡，正逆反應(yīng)速率的變化情況．
（4）若工業(yè)生產(chǎn)中既要提高化學(xué)反應(yīng)速率，又要提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，應(yīng)采取的措施是升高溫度．

Answer 1

分析 （1）由圖可知，溫度越高苯乙烯的產(chǎn)率越高，說明升高溫度平衡正向移動，平衡常數(shù)增大，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；
（2）可逆反應(yīng)到達平衡時，同種物質(zhì)的正逆速率相等且保持不變，各組分的濃度、含量保持不變，由此衍生的其它一些量不變，判斷平衡的物理量應(yīng)隨反應(yīng)進行發(fā)生變化，該物理量由變化到不再變化說明到達平衡；
（3）正反應(yīng)為體積增大的可逆反應(yīng)，減小壓強，有利于平衡正向移動；
①①采取控制變量法分析，探究水蒸氣的含量對反應(yīng)的影響結(jié)果，應(yīng)保持溫度、壓強、催化劑等體積相同，不涉及反應(yīng)速率問題；
②保持壓強不變，加入水蒸氣，容器體積應(yīng)增大，等效為降低壓強，平衡向氣體體積增大的方向移動；
③壓縮體積，壓強增大，瞬間正逆速率都增大，平衡逆向移動，逆反應(yīng)速率增大更多；
（4）升高溫度、增大壓強、增大濃度、使用催化劑等可以加快反應(yīng)速率，要提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，應(yīng)是使平衡正向移動，但不能只增大乙苯的濃度，否則轉(zhuǎn)化率降低．

解答 解：（1）由圖可知，溫度越高苯乙烯的產(chǎn)率越高，說明升高溫度平衡正向移動，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，則△H＞0，平衡常數(shù)K_500℃＞K_400℃，
故答案為：＞；＞；
（2）A．混合氣體總質(zhì)量不變，恒溫恒壓下，隨反應(yīng)進行容器容積增大，混合氣體的密度減小，當混合氣體的不再變化時，反應(yīng)到達平衡，故A正確；
B．可逆反應(yīng)到達平衡時各組分的含量不變，氫氣的體積分數(shù)保持不變，說明到達平衡，故B正確；
C．氫氣、苯乙烯的生成速率之比等于其化學(xué)計量數(shù)之比，始終保持不變，故C錯誤；
D．單位時間內(nèi)消耗的n（乙苯）等于生成的n（H₂），均表示正反應(yīng)速率，反應(yīng)始終按該比例關(guān)系進行，故D錯誤，
故選：AB；
（3）正反應(yīng)為體積增大的可逆反應(yīng)，減小壓強，平衡逆向移動，所以從壓強因素分析，為提高乙苯的轉(zhuǎn)化率，應(yīng)采用低壓的生產(chǎn)條件，故答案為：低壓；
①探究水蒸氣的含量對反應(yīng)的影響結(jié)果，應(yīng)保持溫度、壓強、催化劑等體積相同，不涉及反應(yīng)速率問題，
故選：AC；
②正反應(yīng)為氣體分子數(shù)增大的反應(yīng)，保持壓強不變，加入水蒸氣，容器體積應(yīng)增大，等效為降低壓強，平衡向正反應(yīng)方向移動，提高乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率，
故答案為：正反應(yīng)為氣體分子數(shù)增大的反應(yīng)，保持壓強不變，加入水蒸氣，容器體積應(yīng)增大，等效為降低壓強，平衡向正反應(yīng)方向移動；
③壓縮體積，壓強增大，瞬間正逆速率都增大，平衡逆向移動，逆反應(yīng)速率增大更多，正逆反應(yīng)速率的變化情況如圖：，
故答案為：；
（4）正反應(yīng)為氣體體積增大的吸熱反應(yīng)，既要提高化學(xué)反應(yīng)速率，又要提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，應(yīng)采取的措施是：升高溫度等，
故答案為：升高溫度．

點評 本題考查化學(xué)平衡影響因素、化學(xué)平衡狀態(tài)判斷、化學(xué)平衡圖象等，綜合考查學(xué)生閱讀獲取信息能力、應(yīng)用知識分析解決問題能力，難度中等．