Question

苯乙烯是现代石油化工产品中最重要的单体之一。在工业上，苯乙烯可由乙苯和CO₂

催化脱氢制得。总反应原理如下：

    △H

回答下列问题：

（1）乙苯在CO₂气氛中的反应可分两步进行：

△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应的              。

（2）在温度为T₁时，该反应的平衡常数K=0.5mol/L。在2L的密闭容器中加入乙苯与CO₂，反应到某时刻测得混合物中各组分的物质的量均为1.0mol。

①该时刻化学反应           （填“是”或“不是”）处于平衡状态；

②下列叙述能说明乙苯与CO₂在该条件下反应已达到平衡状态的是           （填正确答案编号）；

a．正、逆反应速率的比值恒定     b．c(CO₂)=c(CO)

c．混合气体的密度不变                                          d．CO₂的体积分数保持不变

③若将反应改为恒压绝热条件下进行，达到平衡时，则乙苯的物质的量浓度      （填正确答案编号）

A．大于0.5mol/L                                                            B．小于0.5mol/L

C．等于0.5mol/L                                                                      D．不确定

（3）在温度为T₂时的恒容器中，乙苯、CO₂的起始浓度分别为2.0mol/L和3.0mol/L，设反应平衡后总压强为P、起始压强为，则反应达到平衡时苯乙烯的浓度为       ，            （均用含、P的表达式表示）。

（4）写出由苯乙烯在一定条件下合成聚苯乙烯的化学方程式                        。

Answer

（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】

试题分析： （1）根据盖斯定律，两个方程式合并就得到乙苯制取苯乙烯反应的＋158.8kJ·mol－1。

（2）①在2L的密闭容器中加入乙苯与CO2，反应到某时刻测得混合物中各组分的物质的量均为1.0mol，所以各组分的浓度都是=0.5mol·L－1，QC＝＝0.5=K，所以该时刻化学反应是处于平衡状态；

②ad两个选项都容易看出可以作为标志，要注意的是b，c(CO2)=c(CO)代表各组分的浓度相等，实际上就是①的情况，所以也可以说明是达到了平衡状态。c错，因为该反应实在在2L的密闭容器中加入乙苯与CO2，所以体积不变，根据质量守恒，气体的质量也不变，所以密度是一个定制，不能作为达到平衡的标志，所以c不能选。

③因为该反应前后系数不等，恒压就要扩大体积，平衡向正向移动，因为该反应正向是吸热反应，绝热要向逆向移动，所以恒压绝热两个因素都在变化，不确定向哪个方向移动，所以乙苯的物质的量浓度不能确定。

（3）三段法

起始浓度 2.0 3.0 0 0 0

转化浓度 x x x x x

平衡浓度 2.0－x 3.0－x x x x

＝

反应达到平衡时苯乙烯的浓度为x＝mol·L－1

乙苯的转化率为×100%

（4）根据双键的性质，加聚反应的规律即可写出。

考点：考查化学反应原理的知识。