Question

【題目】苯乙烯是現(xiàn)代石油化工產(chǎn)品中最重要的單位之一．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： +CO2（g） +CO（g）+H2O（g）△H 回答下列問題：
（1）乙苯在CO2氣氛中的反應(yīng)可分兩步進行： +H2（g）△H1=+117.6kJ/mol
H2（g）+CO2（g）CO（g）+H2O（g）△H2=+41.2kJ/mol
由乙苯制取苯乙烯反應(yīng)的△H= ．
（2）在溫度為T1時，該反應(yīng)I的平衡常數(shù)K=0.5mol/L．在2L的密閉容器中加入乙苯（g）與CO2 ， 反應(yīng)到某時刻測得混合物中各組分的物質(zhì)的量均為1.0mol． ①該時刻化學(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)已達到平衡狀態(tài)的是（填字母）；
a、v正（CO2）=v正（CO）
b、混合氣體的平均相對分子質(zhì)量保持不變
c、混合氣體的密度不變
d、CO2的體積分數(shù)保持不變
（3）在溫度為T2時的恒容器中，乙苯、CO2的起始濃度分別為4.0mol/L和6.0mol/L，設(shè)反應(yīng)平衡后總壓強為P、起始壓強為P0 ， 則反應(yīng)達到平衡時苯乙烯的濃度為（均用含P0、P的表達式表示，下同），乙苯的轉(zhuǎn)化率為 ．
（4）某同學(xué)欲將苯乙烯設(shè)計成燃料電池，裝置示意如圖（A、B為多孔性碳棒）．
①（填A(yù)或B）處電極入口通入氧氣，其電極反應(yīng)式為；
②當(dāng)電池中消耗10.4g苯乙烯時，假設(shè)化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為電能，則導(dǎo)線中轉(zhuǎn)移電子數(shù)為 ．

Answer 1

【答案】
（1）+158.8KJ/mol
（2）是；bd
（3）； ×100%
（4）B；O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣；4NA
【解析】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=+117.6kJ/mol+41.2kJ/mol=+158.8KJ/mol，
所以答案是：+158.8KJ/mol；（2）①反應(yīng) 進行到某時刻測得混合物中各組分的物質(zhì)的量均為1.0mol，即濃度都是0.5mol/L，此時Qc= =0.5=K，所以達到化學(xué)平衡狀態(tài)，
所以答案是：是；②a、都反映的正方向，故a錯誤；
b、混合氣體的平均相對分子質(zhì)量保持不變，說明氣體的物質(zhì)的量不變反應(yīng)達平衡狀態(tài)，故b正確；
c、反應(yīng)前后體積不變，質(zhì)量守恒，所以體系的密度始終不變，故不能用密度判斷平衡，故c錯誤；
d、隨著反應(yīng)的進行CO2的體積分數(shù)逐漸減小，當(dāng)CO2的體積分數(shù)保持不變，即是平衡狀態(tài)，故d正確．
故選bd；（3）已知信息，設(shè)乙苯的變化濃度是x，則

		CO2（g）+			CO（g）+	H2O（g）
初始濃度：	4.0	6.0		0	0	0
變化濃度：	x	x		x	x	x
平衡濃度：	4.0﹣x	6.0﹣x		x	x	x

則 = ，解得x= ，則反應(yīng)達到平衡時苯乙烯的濃度為 ，乙苯的轉(zhuǎn)化率為 ×100%= ×100%，
所以答案是： ； ×100%； （4）①A為負極、B為正極，燃料電池中通入燃料的電極為負極、通入氧化劑的電極為正極，正極氧氣得電子生成氫氧根離子，所以B極通入氧氣，電極反應(yīng)式為：O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣ ， 所以答案是：B；O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣；②根據(jù)C8H8﹣40e﹣+56OH﹣═8CO32﹣+32H2O知，而10.4g苯乙烯的物質(zhì)的量為 =0.1mol，所以轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.1×40=4mol，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為：4NA ， 所以答案是：4NA ．
【考點精析】根據(jù)題目的已知條件，利用反應(yīng)熱和焓變和化學(xué)平衡狀態(tài)本質(zhì)及特征的相關(guān)知識可以得到問題的答案，需要掌握在化學(xué)反應(yīng)中放出或吸收的熱量，通常叫反應(yīng)熱；化學(xué)平衡狀態(tài)的特征：“等”即 V正=V逆>0；“動”即是動態(tài)平衡，平衡時反應(yīng)仍在進行；“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）．