Question

【題目】苯乙烯（）是生產各種塑料的重要單體，可通過乙苯催化脫氫制得：＋H2(g)

（1）已知：

化學鍵	C-H	C-C	C=C	H-H
鍵能/kJ/mol	412	348	612	436

計算上述反應生成1mol氫氣的熱效應___（填吸放多少kJ）

（2）工業(yè)上，通常在乙苯（EB）蒸氣中摻混N2（原料氣中乙苯和N2的物質的量之比為1︰10，N2不參與反應），控制反應溫度600℃，并保持體系總壓為0.1Mpa不變的條件下進行反應。在不同反應溫度下，乙苯的平衡轉化率和某催化劑作用下苯乙烯的選擇性（指除了H2以外的產物中苯乙烯的物質的量分數）示意圖。

①A、B兩點對應的正反應速率較大的是___。

②控制反應溫度為600℃的理由是___。

Answer 1

【答案】吸124kJ B 600℃時，乙苯的轉化率和苯乙烯的選擇性均較高。溫度過低，反應速率慢，轉化率低；溫度過高，選擇性下降。高溫還可能使催化劑失活，且能耗更高

【解析】

利用反應物的鍵能總和減去生成物的鍵能總和的值計算反應的反應熱；利用A、B兩點壓強和溫度相同體積不同的特征判斷A、B兩點的速率大��；根據600℃時反應的轉化率和選擇性均較高這一特性分析。

(1)反應的熱效應可以利用鍵能大小計算，利用反應物的鍵能總和減去生成物的鍵能總和即可得到反應的熱效應，當計算結果為正值時為吸熱反應，反之則為放熱反應；在本反應中由于苯基在反應前后不變，因此苯基的能量在反應前后相同，只需要計算乙基變成乙烯基的能量變化差值即可，即反應的熱效應=(348+412×5)kJ/mol-(612+412×3+436)kJ/mol=124kJ/mol，故反應生成1mol氫氣的熱效應為吸收124kJ的能量；

(2)①根據圖像可知，A、B兩點的溫度和壓強都相等，但B點乙苯的濃度大于A點，反應濃度越大，反應速率越快，正反應速率B點大于A點；

②有圖可知，600℃時，乙苯的轉化率和苯乙烯的選擇性均較高，該反應為吸熱反應，溫度過低，反應速率較慢，乙苯的平衡轉化率低，若溫度過高，苯乙烯的轉化率下降，高溫可能使催化劑的活性降低，且耗能大，所以控制溫度在600℃。