Question

工業(yè)上采用乙苯與CO₂脫氫生產(chǎn)重要化工原料苯乙烯

其中乙苯在CO₂氣氛中的反應(yīng)可分兩步進(jìn)行
A．△H₁=-125KJ/mol
B．H₂（g）+CO₂（g）?CO（g）+H₂O（g）△H₁=-41KJ/mol
（1）上述乙苯與CO₂反應(yīng)的反應(yīng)熱△H為

 

（2）①B反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為：K=

 

②下列敘述一定能說明B反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是（多選）

 

a．v_正（CO）=v_逆（CO）            b．消耗1mol CO₂同時生成1mol H₂O
c．CO₂的體積分?jǐn)?shù)保持不變          d．容器內(nèi)混合氣體的平均相對分子質(zhì)量保持不變
（3）在3L密閉容器內(nèi)，乙苯與CO₂的反應(yīng)在三種不同的條件下進(jìn)行實驗，乙苯、CO₂的起始濃度分別為1.0mol/L和3.0mol/L，其中實驗I在T₁℃，0.3MPa，而實驗II改變了實驗其他條件；乙苯的濃度隨時間的變化如圖所示．
①實驗I乙苯在0-50min時的反應(yīng)速率為

 

②實驗Ⅱ可能改變的條件是

 

（4）若實驗I中將乙苯的起始濃度改為1.2mol/L，其他條件不變，乙苯的轉(zhuǎn)化率將

 

（填“增大”、“減小”或“不變”）．

Answer 1

考點：化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷,用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的計算,化學(xué)平衡常數(shù)的含義,化學(xué)平衡的計算

專題：化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,化學(xué)平衡專題

分析：（1）根據(jù)蓋斯定律結(jié)合熱化學(xué)方程式分析；
（2）①平衡常數(shù)等于生成物的濃度冪之積除以反應(yīng)物的濃度冪之積，結(jié)合方程式分析；
②根據(jù)化學(xué)平衡狀態(tài)的特征解答，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時，正逆反應(yīng)速率相等（同種物質(zhì)）或正逆速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比（不同物質(zhì)），各物質(zhì)的濃度、百分含量不變，以及由此衍生的一些量也不發(fā)生變化；
（3）①根據(jù)圖I中乙苯的濃度變化，求出反應(yīng)速率；
②根據(jù)圖I中實驗Ⅱ改變條件平衡不移動，反應(yīng)速率增大；
（4）根據(jù)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(guān)系分析．

解答： 解：（1）方程A+方程B得到：，所以該反應(yīng)的反應(yīng)熱為：△H=△H₁+△H₂=-125-41=-166KJ/mol，
故答案為：-166KJ/mol；
（2）①反應(yīng)H₂（g）+CO₂（g）?CO（g）+H₂O（g）的平衡常數(shù)表達(dá)式為：K=

c(CO)?c(H2O)

c(H2)?c(CO2)

，故答案為：

c(CO)?c(H2O)

c(H2)?c(CO2)

；
②a、v_正（CO）=v_逆（CO），說明正逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故a正確；
b、消耗1mol CO₂同時生成1mol H₂O，都是指的正反應(yīng)速率，不能說明正逆反應(yīng)速率相等，故b錯誤；
c、隨著反應(yīng)的進(jìn)行CO₂的體積分?jǐn)?shù)逐漸減小，當(dāng)CO₂的體積分?jǐn)?shù)保持不變，即是平衡狀態(tài)，故c正確；
d、平均相對分子質(zhì)量=

氣體的質(zhì)量和

氣體的物質(zhì)的量和

，該反應(yīng)前后氣體的質(zhì)量和物質(zhì)的量都不變，故平均相對分子質(zhì)量永遠(yuǎn)不變，故d錯誤．
故選：ac；
（3）①根據(jù)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(yīng)速率為

△c

△t

=

0.6mol?L-1

50min

=0.012mol/（L?min），
故答案為：0.012mol/（L?min）；
②根據(jù)圖I中實驗Ⅱ改變條件平衡不移動，而反應(yīng)速率增大，所以改變的條件是加催化劑，故答案為：加催化劑；
（4）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(zhuǎn)化率減小，故答案為：減�。�

點評：本題綜合性較大，涉及化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷、化學(xué)平衡常數(shù)、化學(xué)平衡影響因素、反應(yīng)速率的計算等，題目難度較大．