Question

【題目】苯乙烯（）是生產(chǎn)各種塑料的重要單體，可通過乙苯催化脫氫制得：

（g）（g）+H2（g）△H

（1）已知：

化學(xué)鍵	C-H	C-C	C=C	H-H
鍵能/kJ/mol	412	348	612	436

計算上述反應(yīng)的△H＝________kJ·mol－1。

（2）500℃時，在恒容密閉容器中，充入amol乙苯，反應(yīng)達到平衡后容器內(nèi)氣體的壓強為P；若再充入bmol的乙苯，重新達到平衡后容器內(nèi)氣體的壓強為2P，則a_______b（填“＞”“＜”或“=”），乙苯的轉(zhuǎn)化率將________（填“增大”“減小”或“不變”）。

（3）工業(yè)上，通常在乙苯（EB）蒸氣中摻混N2（原料氣中乙苯和N2的物質(zhì)的量之比為1︰10，N2不參與反應(yīng)），控制反應(yīng)溫度600℃，并保持體系總壓為0.1Mpa不變的條件下進行反應(yīng)。在不同反應(yīng)溫度下，乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率和某催化劑作用下苯乙烯的選擇性（指除了H2以外的產(chǎn)物中苯乙烯的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)）示意圖

①A、B兩點對應(yīng)的正反應(yīng)速率較大的是________。

②摻入N2能提高乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率，解釋說明該事實____________。

③控制反應(yīng)溫度為600℃的理由是__________

Answer 1

【答案】+124 ＜ 減小 B 正反應(yīng)方向氣體分子數(shù)增加，相當(dāng)于起減壓的效果，平衡正向移動 600℃時，乙苯的轉(zhuǎn)化率和苯乙烯的選擇性均較高。溫度過低，反應(yīng)速率慢，轉(zhuǎn)化率低；溫度過高，選擇性下降。高溫還可能使催化劑失活，且能耗大

【解析】

(1)根據(jù)苯乙烯的制備原理，反應(yīng)中苯基部分鍵能不變，反應(yīng)熱等于反應(yīng)物的總鍵能減去生成物的總鍵能；

(2)根據(jù)恒溫恒壓下，氣體的壓強與物質(zhì)的量成正比，假設(shè)再充入amol的乙苯，相當(dāng)于對原反應(yīng)加壓，平衡逆向移動，壓強小于2p，現(xiàn)在壓強為2p，則加入乙苯的量大于a，加壓，平衡逆向移動，轉(zhuǎn)化率減小；

(3)①A、B兩點的溫度和壓強都相等，分析AB兩點的濃度大小；

②摻入N2相當(dāng)于稀釋，減壓，平衡正向移動；

③根據(jù)圖像可知，600℃時，乙苯的轉(zhuǎn)化率和苯乙烯的選擇性均較高，溫度較低，速率減慢，溫度太高，催化劑的活性降低；

(1)根據(jù)苯乙烯的制備原理，反應(yīng)中苯基部分鍵能不變，反應(yīng)熱等于反應(yīng)物的總鍵能減去生成物的總鍵能；△H＝(348+412×5)kJ·mol－1-(612 +412×3 +436)kJ·mol－1=124 kJ·mol－1；

(2)根據(jù)恒溫恒壓下，氣體的壓強與物質(zhì)的量成正比，充入amol乙苯，反應(yīng)達到平衡后容器內(nèi)氣體的壓強為P，再充入amol的乙苯，相當(dāng)于對原反應(yīng)加壓，平衡逆向移動，重新平衡時，氣體的壓強小于2P，若達到新平衡后容器內(nèi)氣體的壓強為2P，則a ＜b，其他條件相同時，增大壓強，平衡逆向移動，乙苯的轉(zhuǎn)化率減�。�

(3)①由題圖可知，A、B兩點的溫度和壓強都相等，但B點乙苯的濃度大于A點，反應(yīng)物濃度越大，速率越快，正反應(yīng)速率B點大于A點；

②該反應(yīng)的正反應(yīng)為氣體分子數(shù)增加的反應(yīng)，加入氮氣稀釋，相當(dāng)于減壓的效果，減小壓強，平衡正向移動，乙苯的轉(zhuǎn)化率增大；

③由題圖可知，600℃時，乙苯的轉(zhuǎn)化率和苯乙烯的選擇性均較高，該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，溫度過低，速率慢，乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率低，若溫度過高，苯乙烯的轉(zhuǎn)化率下降，高溫可能使催化劑的活性降低，且耗能。