Question

工業(yè)上以乙苯為原料生產(chǎn)苯乙烯的反應如下（Ph代表苯基）：
Ph-CH₂CH₃（g）?Ph-CH═CH₂（g）+H₂（g）△H
某研究小組為探究溫度等因素對該反應的產(chǎn)率影響，在容積可變的密閉容器中分別作了四組實驗，實驗結果如圖a、b所示．
（1）根據(jù)反應及上圖（a），判斷△H

 

0（填“＜”“=”或“＞”，下同），△S

 

0；請選擇經(jīng)濟、且適宜的反應溫度：

 

．
（2）下列事實可以說明該反應已達平衡的是

 

．

A．混合氣體的密度不再變化
B．氫氣的體積分數(shù)保持不變
C．氫氣、苯乙烯的生成速率之比保持不變
D．單位時間內消耗的n（乙苯）等于生成的n（H₂）
（3）從壓強因素分析，為提高乙苯的轉化率，應采用

 

的生產(chǎn)條件．實際工業(yè)生產(chǎn)中常采用通入水蒸氣的方法．水蒸氣的含量對反應的影響結果如圖（b）所示．
①在做這四組實驗時，應該采用的其他實驗條件是

 

．
A．反應溫度相同          B．采用不同的催化劑
C．壓強都控制在常壓下     D．反應相同時間時測定實驗數(shù)據(jù)
②圖（b）表明：

 

．
③一定溫度下，在恒壓密閉容器中，通入一定量

n(H2O)

n(乙苯)

=7：1的氣體，發(fā)生上述反應，在t₁時刻達到平衡．保持其他條件不變，此時分離出一定量的水蒸氣，在t₂時刻重新達到平衡，請在c圖中畫如反應再次達到平衡過程的圖象．

Answer 1

考點：反應熱和焓變,化學平衡建立的過程,化學平衡狀態(tài)的判斷

專題：基本概念與基本理論

分析：（1）從圖示a可見，隨溫度升高，苯乙烯產(chǎn)率增大，可見反應吸熱；又據(jù)方程式可見，1mol氣體反應生成2mol氣體，可知為熵增大反應，據(jù)圖a分析適宜的溫度為580℃；
（2）化學平衡狀態(tài)的判定關鍵是v（正）=v（逆），特點是各組分的濃度不變，據(jù)此判斷；
（3）正反應為體積增大的可逆反應，增大壓強，平衡逆向移動；①在容積可變的密閉容器中分別作了四組實驗，探究溫度等因素對該反應的產(chǎn)率影響，據(jù)此解答；
②據(jù)圖象分析，隨

n(H2O)

n(乙苯)

的增大，產(chǎn)率增大；
③分離出水蒸氣，反應物濃度增大，反應速率加快，但

n(H2O)

n(乙苯)

減小，導致產(chǎn)率降低，平衡逆向移動，據(jù)此畫圖．

解答： 解：（1）從圖示a可見，隨溫度升高，苯乙烯產(chǎn)率增大，可見反應吸熱；又據(jù)方程式可見，1mol氣體反應生成2mol氣體，可知為熵增大反應，據(jù)圖a分析適宜的溫度為580℃，故答案為：＞；＞；580℃；
（2）A、反應是在容積可變的密閉容器中進行，反應前后氣體體積不相等，而m不變，故混合氣體的密度不再變化時反應處于平衡狀態(tài)，故A正確；
B、氫氣的體積分數(shù)不變，說明反應處于平衡狀態(tài)，故B正確；
C、氫氣、苯乙烯都是生成物，且化學計量數(shù)都是1，所以氫氣、苯乙烯的生成速率之比永遠保持不變，故C錯誤；
D、乙苯是反應物，氫氣是生成物，且化學計量數(shù)都是1，所以單位時間內消耗的n（乙苯）等于生成的n（H₂），不能說明反應是平衡狀態(tài)，故D錯誤；
故選：AB．
（3）正反應為體積增大的可逆反應，增大壓強，平衡逆向移動，所以從壓強因素分析，為提高乙苯的轉化率，應采用低壓的生產(chǎn)條件；故答案為：低壓；
①在容積可變的密閉容器中分別作了四組實驗，探究溫度等因素對該反應的產(chǎn)率影響，所以應該采用的其他實驗條件是
圖a時壓強相同，圖b時溫度相同，故選：AC；
②圖（b）表明：隨

n(H2O)

n(乙苯)

的增大，產(chǎn)率增大，故答案為：在恒溫恒壓下，隨

n(H2O)

n(乙苯)

的增大，產(chǎn)率增大；
③分離出水蒸氣，反應物濃度增大，反應速率加快，但

n(H2O)

n(乙苯)

減小，導致產(chǎn)率降低，平衡逆向移動，可得圖象為：，故答案為：．

點評：本題主要考查化學平衡狀態(tài)的建立以及平衡狀態(tài)的判斷和平衡的移動，題目有一定的難度，特別是（3）的③注意反應速率比原平衡快．