Question

（8分) 乙苯催化脱氢制苯乙烯反应：

（1）已知：

化学键	C－H	C－C	C＝C	H－H
键能/kJ·molˉ^1	412	348	612	436

计算上述反应的△H＝________ kJ·mol^－1。

（2）维持体系总压强p恒定，在温度T时，物质的量为n、体积为V的乙苯蒸汽发生催化脱氢反应。已知乙苯的平衡转化率为α，则在该温度下反应的平衡常数K_p＝___________（用α等符号表示)。

（3）工业上，通常在乙苯蒸气中掺混水蒸气（原料气中乙苯和水蒸气的物质的量之比为1︰9)，控制反应温度600℃，并保持体系总压为常压的条件下进行反应。在不同反应温度下，乙苯的平衡转化率和某催化剂作用下苯乙烯的选择性（指除了H₂以外的产物中苯乙烯的物质的量分数)示意图如下：

①掺入水蒸气能提高乙苯的平衡转化率，解释说明该事实   ___________。

②控制反应温度为600℃的理由是____________。

Answer

（8分)

（1）+124（2分) （2） （2分)

（3）① 正反应方向气体分子数增加，加入水蒸气起稀释，相当于起减压的效果（2分)

② 600℃时，乙苯的转化率和苯乙烯的选择性均较高。温度过低，反应速率慢，转化率低；温度过高，选择性下降。高温还可能使催化剂失活，且能耗大（2分)

【解析】

试题分析：（1）反应热=反应物总键能-生成物总键能，由有机物的结构可知，应是-CH2CH3中总键能与-CH=CH2、H2总键能之差，所以△H=（5×412+348-3×412-612-436）kJ•mol-1=+124kJ•mol-1。

（2）

开始 n 0 0

转化 n n n

平衡 n（1-) n n

维持体系总压强P恒定，在温度T时，由PV=nRT可知，混合气体总浓度不变，设反应后的体积为V1，则（n（1-)+n +n)：V1=n:V，则V1=（1+）V，K==，所以。

（3）① 正反应为气体分子数增大的反应，保持压强不变，加入水蒸气，容器体积增大，相当于降低压强，平衡向正反应方向移动，提高乙苯的平衡转化率。

②600℃时，乙苯的转化率和苯乙烯的选择性均较高。温度过低，反应速率慢，转化率低；温度过高，选择性下降。高温还可能使催化剂失活，且能耗大。

考点：考查反应热计算、化学平衡常数计算、反应速率及平衡移动的影响因素、对条件控制的分析评价等。