Question

苯乙烯是現(xiàn)代石油化工產(chǎn)品中最重要的單體之一。在工業(yè)上，苯乙烯可由乙苯和CO₂
催化脫氫制得。總反應(yīng)原理如下：
   △H
回答下列問題：
（1）乙苯在CO₂氣氛中的反應(yīng)可分兩步進(jìn)行：
△H₁=＋117.6kJ·mol^－1
H₂ (g)＋CO₂ (g)CO (g)＋H₂O (g) △H₂=＋41.2kJ·mol^－1
由乙苯制取苯乙烯反應(yīng)的             。
（2）在溫度為T₁時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=0.5mol/L。在2L的密閉容器中加入乙苯與CO₂，反應(yīng)到某時(shí)刻測(cè)得混合物中各組分的物質(zhì)的量均為1.0mol。
①該時(shí)刻化學(xué)反應(yīng)          （填“是”或“不是”）處于平衡狀態(tài)；
②下列敘述能說明乙苯與CO₂在該條件下反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是          （填正確答案編號(hào)）；
a．正、逆反應(yīng)速率的比值恒定     b．c(CO₂)=c(CO)
c．混合氣體的密度不變                    d．CO₂的體積分?jǐn)?shù)保持不變
③若將反應(yīng)改為恒壓絕熱條件下進(jìn)行，達(dá)到平衡時(shí)，則乙苯的物質(zhì)的量濃度     （填正確答案編號(hào)）

A．大于0.5mol/L	B．小于0.5mol/L
C．等于0.5mol/L	D．不確定

（3）在溫度為T₂時(shí)的恒容器中，乙苯、CO₂的起始濃度分別為2.0mol/L和3.0mol/L，設(shè)反應(yīng)平衡后總壓強(qiáng)為P、起始?jí)簭?qiáng)為，則反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)苯乙烯的濃度為      ，           （均用含、P的表達(dá)式表示）。
（4）寫出由苯乙烯在一定條件下合成聚苯乙烯的化學(xué)方程式                       。

Answer 1

（1）＋158.8kJ·mol^－1(2分)（2）①是(2分) ②abd (3分) ③d(2分)
（3）mol·L^－1 (2分) ×100%(2分)
（4）(2分)

解析試題分析：（1）根據(jù)蓋斯定律，兩個(gè)方程式合并就得到乙苯制取苯乙烯反應(yīng)的＋158.8kJ·mol^－1。
（2）①在2L的密閉容器中加入乙苯與CO₂，反應(yīng)到某時(shí)刻測(cè)得混合物中各組分的物質(zhì)的量均為1.0mol，所以各組分的濃度都是=0.5mol·L^－1，Q_C＝＝0.5=K，所以該時(shí)刻化學(xué)反應(yīng)是處于平衡狀態(tài)；
②ad兩個(gè)選項(xiàng)都容易看出可以作為標(biāo)志，要注意的是b，c(CO₂)=c(CO)代表各組分的濃度相等，實(shí)際上就是①的情況，所以也可以說明是達(dá)到了平衡狀態(tài)。c錯(cuò)，因?yàn)樵摲磻?yīng)實(shí)在在2L的密閉容器中加入乙苯與CO₂，所以體積不變，根據(jù)質(zhì)量守恒，氣體的質(zhì)量也不變，所以密度是一個(gè)定制，不能作為達(dá)到平衡的標(biāo)志，所以c不能選。
③因?yàn)樵摲磻?yīng)前后系數(shù)不等，恒壓就要擴(kuò)大體積，平衡向正向移動(dòng)，因?yàn)樵摲磻?yīng)正向是吸熱反應(yīng)，絕熱要向逆向移動(dòng)，所以恒壓絕熱兩個(gè)因素都在變化，不確定向哪個(gè)方向移動(dòng)，所以乙苯的物質(zhì)的量濃度不能確定。
（3）三段法
   
起始濃度     2.0           3.0        0         0       0
轉(zhuǎn)化濃度     x             x         x         x       x
平衡濃度   2.0－x       3.0－x       x          x       x
＝
反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)苯乙烯的濃度為x＝mol·L^－1
乙苯的轉(zhuǎn)化率為×100%
（4）根據(jù)雙鍵的性質(zhì)，加聚反應(yīng)的規(guī)律即可寫出。
考點(diǎn)：考查化學(xué)反應(yīng)原理的知識(shí)。