Question

苯乙烯（）是生产各种塑料的重要单体，可通过乙苯催化脱氢制得：＋H₂(g)

（1）已知：

化学键	C-H	C-C	C=C	H-H
键能/kJ/mol	412	348	612	436

计算上述反应生成1mol氢气的热效应___（填吸放多少kJ）

（2）工业上，通常在乙苯（EB）蒸气中掺混N₂（原料气中乙苯和N₂的物质的量之比为1︰10，N₂不参与反应），控制反应温度600℃，并保持体系总压为0.1Mpa不变的条件下进行反应。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。

①A、B两点对应的正反应速率较大的是___。

②控制反应温度为600℃的理由是___。

Answer

吸124kJ B 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，且能耗更高

【解析】

利用反应物的键能总和减去生成物的键能总和的值计算反应的反应热；利用A、B两点压强和温度相同体积不同的特征判断A、B两点的速率大小；根据600℃时反应的转化率和选择性均较高这一特性分析。

(1)反应的热效应可以利用键能大小计算，利用反应物的键能总和减去生成物的键能总和即可得到反应的热效应，当计算结果为正值时为吸热反应，反之则为放热反应；在本反应中由于苯基在反应前后不变，因此苯基的能量在反应前后相同，只需要计算乙基变成乙烯基的能量变化差值即可，即反应的热效应=(348+412×5)kJ/mol-(612+412×3+436)kJ/mol=124kJ/mol，故反应生成1mol氢气的热效应为吸收124kJ的能量；

(2)①根据图像可知，A、B两点的温度和压强都相等，但B点乙苯的浓度大于A点，反应浓度越大，反应速率越快，正反应速率B点大于A点；

②有图可知，600℃时，乙苯的转化率和苯乙烯的选择性均较高，该反应为吸热反应，温度过低，反应速率较慢，乙苯的平衡转化率低，若温度过高，苯乙烯的转化率下降，高温可能使催化剂的活性降低，且耗能大，所以控制温度在600℃。