Question

【題目】I．化工工業(yè)中常用乙苯脫氫的方法制備苯乙烯．
已知某溫度下：
反應(yīng)①：CO2（g）+H2（g）→CO（g）+H2O（g），△H=+41.2kJ/mol；
反應(yīng)②： （g）→ （g）+H2（g），△H=+117.6kJ/mol；
①②的化學(xué)反應(yīng)平衡常數(shù)分別為K1、K2 ，
（1）請(qǐng)寫出二氧化碳氧化乙苯制備苯乙烯的熱化學(xué)反應(yīng)方程式
該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=（用K1、K2表示）
（2）恒溫恒容條件下，反應(yīng)①達(dá)到平衡后；t1時(shí)刻通入少量CO2；請(qǐng)?jiān)趫D中畫出t1之后的正逆反應(yīng)曲線，并作出標(biāo)注．

（3）Ⅱ．一定的條件下，合成氨反應(yīng)為：N2（g）+3H2（g）2NH3（g）．圖1表示在此反應(yīng)過程中的能量的變化，圖2表示在2L的密閉容器中反應(yīng)時(shí)N2的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化曲線．圖3表示在其他條件不變的情況下，改變起始物氫氣的物質(zhì)的量對(duì)此反應(yīng)平衡的影響．

升高溫度，該反應(yīng)的平衡常數(shù)（填“增大”或“減小”或“不變”）．
（4）由圖2信息，計(jì)算10min內(nèi)該反應(yīng)的平均速率v（H2）= ， 從11min起其它條件不變，壓縮容器的體積，則n（N2）的變化曲線為（填“a”或“b”或“c”或“d”）
（5）圖3 a、b、c三點(diǎn)所處的平衡狀態(tài)中，反應(yīng)物N2的轉(zhuǎn)化率最高的是點(diǎn)，溫度T1T2（填“＞”或“=”或“＜”）

Answer 1

【答案】
（1）CO2（g）+ +CO（g）+H2O（g）△H=+158.8 kJ/mol；K1?K2
（2）
（3）減小
（4）0.045mol/（L?min）；d
（5）c；＜
【解析】解：（1.）已知反應(yīng)①：CO2（g）+H2（g）→CO（g）+H2O（g）△H=+41.2kJ/mol；
反應(yīng)②： （g）→ （g）+H2（g）△H=+117.6kJ/mol；根據(jù)蓋斯定律：①+②，得 CO2（g）+ +CO（g）+H2O（g）△H=+41.2+117.6=+158.8kJ/mol，反應(yīng)①與②相加得總方程，則總方程的平衡常數(shù)等于分方程的平衡常數(shù)之積，即K=K1K2 ， 所以答案是：CO2（g）+ +CO（g）+H2O（g）△H=+158.8 kJ/mol；K1K2；
（2.）恒溫恒容條件下，反應(yīng)①達(dá)到平衡后；t1時(shí)刻通入少量CO2 ， 則正反應(yīng)速率瞬間增大，逆反應(yīng)速率逐漸增大，其t1之后的正逆反應(yīng)曲線為： ，
所以答案是： ；
（3.）Ⅱ．N2（g）+3H2（g）2NH3（g），反應(yīng)的焓變△H=﹣（600KJ/mol﹣508KJ/mol）=﹣92KJ/mol；圖2分析可知反應(yīng)進(jìn)行的氮?dú)獾钠鹗剂繛?.6mol，反應(yīng)過程中消耗氮?dú)馕镔|(zhì)的量為0.3mol，依據(jù)熱化學(xué)方程式計(jì)算得到反應(yīng)過程中放熱=92KJ/mol×0.3mol=27.6KJ；圖象1分析可知反應(yīng)是放熱反應(yīng)，反應(yīng)物能量高于生成物能量，溫度升高平衡逆向進(jìn)行，平衡常數(shù)減小，所以答案是：減小；
（4.）圖象分析2L的密閉容器中，V（N2）= V（H2）= =0.015mol/Lmin，V（H2）=0.045mol/Lmin；從11min起其它條件不變，壓縮容器的體積為1L，壓強(qiáng)增大，平衡正向進(jìn)行，瞬間氮?dú)馕镔|(zhì)的量不變，隨平衡正向進(jìn)行，氮?dú)馕镔|(zhì)的量減小，則n（N2）的變化曲線d符合；所以答案是：0.045mol/Lmin；d；
（5.）圖3表示平衡時(shí)氨氣含量與氫氣起始物質(zhì)的量關(guān)系，曲線上各點(diǎn)都處于平衡狀態(tài)，故a、b、c都處于平衡狀態(tài)，達(dá)平衡后，增大氫氣用量，氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率增大，故a、b、c三點(diǎn)中，c的氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率最高；由圖3可知，氫氣的起始物質(zhì)的量相同時(shí)，溫度T1平衡后，氨氣的含量更高，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，降低溫度平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，故溫度T1＜T2 ， 溫度越高化學(xué)平衡越低，故K1＞K2；所以答案是：c；＜．
【考點(diǎn)精析】掌握化學(xué)平衡狀態(tài)本質(zhì)及特征和化學(xué)平衡的計(jì)算是解答本題的根本，需要知道化學(xué)平衡狀態(tài)的特征：“等”即 V正=V逆>0；“動(dòng)”即是動(dòng)態(tài)平衡，平衡時(shí)反應(yīng)仍在進(jìn)行；“定”即反應(yīng)混合物中各組分百分含量不變；“變”即條件改變，平衡被打破，并在新的條件下建立新的化學(xué)平衡；與途徑無關(guān)，外界條件不變，可逆反應(yīng)無論是從正反應(yīng)開始，還是從逆反應(yīng)開始，都可建立同一平衡狀態(tài)（等效）；反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率=轉(zhuǎn)化濃度÷起始濃度×100%=轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量÷起始物質(zhì)的量×100%；產(chǎn)品的產(chǎn)率=實(shí)際生成產(chǎn)物的物質(zhì)的量÷理論上可得到產(chǎn)物的物質(zhì)的量×100%．