Question

【題目】乙苯()、苯乙烯（）均是重要的有機(jī)溶劑和工業(yè)原料。

已知：①(g)+HCl(g) (g) △H1= 54 kJmol1

②H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) △H2=185 kJmol1

③(g)+Cl2(g)(g)+HCl(g) △H3=118kJmol1

④相關(guān)化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)如表所示：

化學(xué)鍵	CH	CC	C=C	CCl	HCl
鍵能/(kJmol1)	412	348	x	341	432

請(qǐng)回答：

（1）x=___；

（2）(g)+H2(g)(g) △H4

①△H4=___。

②上述反應(yīng)中，的平衡轉(zhuǎn)化率α與溫度（T）和壓強(qiáng)（P）的關(guān)系如圖所示。則：

I.A、B兩點(diǎn)的平衡常數(shù)：K(A)___K(B)（填“大于”、“小于”或“等于”）。

II.A、B兩點(diǎn)的正反應(yīng)速率：v(A)___v(B)（填“大于”、“小于”或“等于”）。

（3）工業(yè)中用乙苯(C6H5-CH2CH3)為原料，采用催化脫氫的方法制取苯乙烯(C6H5-CH=CH2)。向體積為VL的恒容容器中充入amol乙苯，壓強(qiáng)為1×106Pa，在600℃時(shí)，平衡體系中苯乙烯的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為25%，則：

①乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率為___；

②此溫度下乙苯催化脫氫的方法制取苯乙烯的平衡常數(shù)Kp=___Pa；

③實(shí)際生產(chǎn)的反應(yīng)在常壓下進(jìn)行，且向乙苯蒸氣中摻入水蒸氣，利用熱力學(xué)數(shù)據(jù)計(jì)算得到溫度和投料比對(duì)乙苯轉(zhuǎn)化率的影響可用圖表示。[M=n（H2O）/n（乙苯]

a.圖中投料比（M1、M2、M3）的大小順序?yàn)?/span>___；

b.隨著反應(yīng)的進(jìn)行，催化劑上的少量積炭使其活性減弱，水蒸氣有助于恢復(fù)催化劑的活性，原因是___（用化學(xué)方程式表示）。

Answer 1

【答案】615 -121kJmol1 大于 小于 33.3% 1.67 5×105 M1>M2>M3 C+H2OCO+H2

【解析】

（1）根據(jù)反應(yīng)熱與鍵能的計(jì)算公式計(jì)算。

（2）根據(jù)蓋斯定律進(jìn)行分析。

（3）根據(jù)平衡的三段式計(jì)算模式進(jìn)行計(jì)算，并進(jìn)一步計(jì)算轉(zhuǎn)化率和平衡常數(shù)。

（4）根據(jù)增加反應(yīng)物的量通常不能提高反應(yīng)轉(zhuǎn)化率分析。

(1)根據(jù)反應(yīng)熱=破壞的反應(yīng)物中的化學(xué)鍵鍵能總和-生成物中的化學(xué)鍵鍵能總和，所以有-54=x+432-(412+341+348) 解得x=615 kJmol1；

(2) ①根據(jù)蓋斯定律分析，有①+②-③得熱化學(xué)方程式為：(g)+H2(g)(g) △H4=-54-185+118=-121kJmol1；

②該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，所以隨著溫度升高，平衡逆向移動(dòng)，轉(zhuǎn)化率降低，則T1<T2，則平衡常數(shù)減小，故K(A) 大于K(B)；

B點(diǎn)溫度高，壓強(qiáng)大，所以反應(yīng)速率大于A。

(3) C6H5-CH2CH3 C6H5-CH=CH2+ H2

起始a 0 0

改變 x x x

平衡a-x x x

有 解x=a/3mol， ①乙苯的轉(zhuǎn)化率為 33.3% ；

② 平衡常數(shù)用平衡分壓表示，平衡分壓=總壓強(qiáng)×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，平衡時(shí)總壓強(qiáng)為 Pa，平衡常數(shù)Kp= =1.67×105；

③a.根據(jù)乙苯加入量越大，轉(zhuǎn)化率越小分析，有 M1>M2>M3 ；

b.因?yàn)樘己退�可以反�?yīng)，所以水蒸氣能有助于恢復(fù)催化劑的活性，方程式為：C+H2OCO+H2。