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(shí)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(shí)驗(yàn)，乙苯、CO₂的起始濃度分別為1.0mol/L和3.0mol/L，其中實(shí)驗(yàn)I在T₁℃，0.3MPa，而實(shí)驗(yàn)II改變了實(shí)驗(yàn)其他條件；乙苯的濃度隨時(shí)間的變化如圖所示．
①實(shí)驗(yàn)I乙苯在0-50min時(shí)的反應(yīng)速率為

 

②實(shí)驗(yàn)Ⅱ可能改變的條件是

 

（4）若實(shí)驗(yàn)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(diǎn)：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(jì)算,化學(xué)平衡常數(shù)的含義,化學(xué)平衡的計(jì)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(shí)，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(jì)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(shí)驗(yàn)Ⅱ改變條件平衡不移動(dòng)，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(dòng)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(shí)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(cuò)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(cuò)誤．
故選：ac；
（3）①根據(jù)圖I中可知，0-50min時(shí)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(shí)驗(yàn)Ⅱ改變條件平衡不移動(dòng)，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(shí)驗(yàn)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(dòng)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：減小．

點(diǎn)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(jì)算等，題目難度較大．