Question

（12分）工业上采用乙苯脱氢制备苯乙烯，反应体系同时发生两步可逆反应，其能量变化情况如下： 

     

（1）总反应，  △H = _________。 

（2）下列叙述不能说明反应体系已达到平衡状态的是_______。

A．v_正(CO) = v_逆(CO)                 B．消耗1molCO₂同时生成1molH₂O 

C．c(CO₂) = c(CO)                  D．混合气体的平均相对分子质量保持不变

（3）某化学兴趣小组欲探究在相同压强条件下，CO₂用量和温度条件对乙苯脱氢反应

（）的影响，并设计了如下实验：

①乙苯脱氢反应的化学平衡常数表达式为______________。

②a=___________________。 

③ 经实验测得，三组实验中乙苯的转化随时间变化如右图所示。其中未知曲线代表的是实验____（填“Ⅱ”或“III”）。请用平衡移动原理解释该条件改变对乙苯转化率产生影响的原因：______________。 

Answer

（1）-166 kJ/mol； （2）BC； （3）①； ②9.0； ③Ⅲ ；通入CO2，CO2与H2反应，c(H2)下降，平衡向正反应方向移动，乙苯的转化率提高

【解析】

试题分析：（1）根据盖斯定律可知反应①+反应②得到：，所以该反应的反应热为：△H=△H1+△H2=-125kJ/mol-41kJ/mol=-166 kJ/mol；

（2）A．v正（CO）=v逆（CO），正、逆反应速率的比值恒定，说明正逆反应速率是相等的，所以达到了化学平衡状态，A错误；B．消耗1mol CO2同时生成1mol H2O，只能表示反应的正方向速率，不能说明正逆反应速率相等，B正确；C．c（CO2）=c（CO）不是化学平衡状态的特征，C正确；D．反应前后气体物质的量改变，质量守恒，混合气体的平均相对分子质量会改变，当M不变化，证明达到了平衡，D错误；答案选BC；

（3）①化学平衡常数是在一定条件下，当可逆反应达到平衡状态时，生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值，因此该化学反应的平衡常数表达；

②实验III使用9.0molHe，在改变CO2用量的同时，可以保持反应体系的压强不变；

③根据图2所示未知曲线中，乙苯的转化率降低，化学反应逆向移动，实验Ⅲ符合图示信息，对于平衡：，通入CO2，CO2与H2反应，使c（H2）下降，平衡向正反应方向移动，乙苯的转化率提高。

【考点定位】本题主要是考查化学平衡状态的判断、浓度熵规则、化学平衡的计算等

【名师点晴】该题是高频考点，题目难度中等，明确外界条件对平衡状态影响的变化规律和平衡状态的特征是解答的关键，难点是平衡状态判断。可逆反应达到平衡状态有两个核心的判断依据：①正反应速率和逆反应速率相等。②反应混合物中各组成成分的百分含量保持不变。只要抓住这两个特征就可确定反应是否达到平衡状态，对于随反应的发生而发生变化的物理量如果不变了，即说明可逆反应达到了平衡状态。判断化学反应是否达到平衡状态，关键是看给定的条件能否推出参与反应的任一物质的物质的量不再发生变化。