Question

工業(yè)上采用乙苯與CO₂脫氫生產重要化工原料苯乙烯
（g）+CO₂（g）?（g）+CO（g）+H₂O（g）△H=-166kJ?mol^-1
（1）①乙苯與CO₂反應的平衡常數表達式為：K=

 

．
②若該反應在絕熱、恒容的密閉體系中進行，下列示意圖正確且能說明反應在進行到t₁時刻達到平衡狀態(tài)的是

 

（填代號）． 

（2）在3L密閉容器內，乙苯與CO₂的反應在三種不同的條件下進行實驗，乙苯、CO₂的起始濃度分別為1.0mol?L^-1和3.0mol?L^-1，其中實驗Ⅰ在T₁℃，0.3MPa，而實驗Ⅱ、Ⅲ分別改變了實驗其他條件；乙苯的濃度隨時間的變化如圖1所示．

①實驗Ⅰ乙苯在0～50min時的反應速率為

 

．
②實驗Ⅱ可能改變的條件是

 

．
③圖2是實驗Ⅰ中苯乙烯體積分數V%隨時間t的變化曲線，請在圖2中補畫實驗Ⅲ中苯乙烯體積分數V%隨時間t的變化曲線．
（3）若實驗Ⅰ中將乙苯的起始濃度改為1.2mol?L^-1，其他條件不變，乙苯的轉化率將

 

（填“增大”“減小”或“不變”），計算此時平衡常數為

 

．

Answer 1

考點：化學平衡常數的含義,化學平衡的影響因素,產物的百分含量隨濃度、時間的變化曲線,化學平衡的計算

專題：化學平衡專題

分析：（1）①平衡常數等于生成物的濃度冪之積除以反應物的濃度冪之積，結合方程式分析；
②a、到達平衡后正、逆速率相等，不再變化；
b、到達平衡后，溫度為定值，平衡常數不變，結合反應熱判斷隨反應進行容器內溫度變化，判斷溫度對化學平衡常數的影響；
c、t₁時刻后二氧化碳、NO的物質的量發(fā)生變化，最后不再變化；
d、到達平衡后各組分的含量不發(fā)生變化；
（2）①根據圖I中乙苯的濃度變化，求出反應速率；
②根據圖I中實驗Ⅱ改變條件平衡不移動，反應速率增大；
③圖1可知曲線Ⅲ乙苯的物質的量濃度較大，所以苯乙烯的體積分數就小，而且Ⅲ達平衡時間短，然后作圖；
（3）根據加入乙苯引起的濃度增大量與平衡移動引起的濃度減小量的相對關系分析；溫度不變平衡常數不變．

解答： 解：（1）①乙苯與CO₂反應的平衡常數表達式為：K=

c(C6H5CH=CH2)?c(CO)?c(H2O)

c(C6H5CH2CH3)?c(CO2)

，故答案為：

c(C6H5CH=CH2)?c(CO)?c(H2O)

c(C6H5CH2CH3)?c(CO2)

；
②A、到達平衡后正、逆速率相等，不再變化，t₁時刻V_正最大，之后隨反應進行速率發(fā)生變化，未到達平衡，故A錯誤；
B、該反應正反應為放熱反應，隨反應進行溫度升高，化學平衡常數減小，到達平衡后，溫度為定值，達最高，平衡常數不變，為最小，圖象與實際符合，故B正確，
C、t₁時刻后二氧化碳、NO的物質的量發(fā)生變化，t₁時刻未到達平衡狀態(tài)，故C錯誤；
D、NO的質量分數為定值，t₁時刻處于平衡狀態(tài)，故D正確；
故答案為：BD；
 （2）①根據圖I中可知，0-50min時乙苯的濃度變化為1.0mol/L-0.4mol/L=0.6mol/L，
則其反應速率為

△c

t

=

0.6mol/L

50min

=0.012mol/（L?min）；
故答案為：0.012mol/（L?min）；
②根據圖I中實驗Ⅱ改變條件平衡不移動，而反應速率增大，所以改變的條件是加催化劑，
故答案為：加催化劑；
③圖1可知曲線Ⅲ乙苯的物質的量濃度較大，所以苯乙烯的體積分數就小，而且Ⅲ達平衡時間短，然后作為：，故答案為：；

（3）若實驗I中將乙苯的起始濃度改為1.2mol/L，其他條件不變，平衡正移，由于二氧化碳的初始濃度沒變，平衡移動引起的乙苯的濃度的減小量小于加入的乙苯引起的濃度增加量，所以乙苯的轉化率減��；
由    （g）+CO₂（g）?（g）+CO（g）+H₂O（g）
初起量：1.0           3.0           0            0          0
變化量：0.6           0.6          0.6           0.6       0.6  
平衡量：0.4           2.4          0.6           0.6       0.6
所以平衡常數為：K=

0.6×0.6×0.6

0.4×2.4

=0.225，
故答案為：減�。�0.225．

點評：本題綜合性較大，涉及化學平衡狀態(tài)的判斷、化學平衡常數、化學平衡影響因素、反應速率的計算等，題目涉及的內容較多，側重于考查學生對知識點的綜合應用能力，題目難度中等．