Question

【题目】苯乙烯（C6H5CH=CH2）2是合成橡胶和塑料的单体，用来生产丁苯橡胶、聚苯乙烯等．工业上以乙苯C6H5CH2CH3为原料，采用催化脱氢的方法制取苯乙烯，反应方程式为：C6H5CH2CH3（g）C6H5CH=CH2（g）+H2（g）△H

（1）已知：H2和CO的燃烧热（△H）分别为﹣285.8kJ．molL﹣1和﹣283.0kJ．molL﹣1；
C6H5CH2CH3（g）+CO2（g）C6H5CH=CH2（g）+CO（g）+H2O（I）△H=+114.8kJmol﹣1
则制取苯乙烯反应的△H为
（2）向密闭容器中加入1mol乙苯，在恒温恒容条件下合成苯乙烯，达平衡时，反应的能量变化为QkJ．下列说法正确的是 ．
A.升高温度，正反应速率减小，逆反应速率增大
B.若继续加入1mol乙苯，苯乙烯转化率增大
C.压缩体积，平衡逆向移动，反应物浓度增大，生成物浓度减小
D.相同条件下若起始加入1mol苯乙烯和1mol氢气，达平衡时反应能量变化为（△H﹣Q）kJ
（3）向2L密闭容器中加入1mol乙苯发生反应，达到平衡状态时，平衡体系组成（物质的量分数）与温度的关系如图所示．700℃时，乙苯的平衡转化率为 ， 此温度下该反应的平衡常数为；温度高于970℃时，苯乙烯的产率不再增加，其原因可能是 ．
（4）含苯乙烯的废水排放会对环境造成严重污染，可采用电解法去除废水中的苯乙烯，基本原理是在阳极材料MOx上生成自由基MOx（OH），其进一步氧化有机物生成CO2 ， 该阳极的电极反应式为 ， 若去除0.5mol苯乙烯，两极共收集气体mol．

Answer 1

【答案】
（1）+117.6KJ/mol
（2）D
（3）66.7%；；有机化合物在温度过高时分解
（4）C6H5CH=CH2+16H2O﹣40e﹣=8CO2↑+4OH﹣；14
【解析】解：（1）H2和CO的燃烧热（△H）分别为﹣285.8kJ．molL﹣1和﹣283.0kJ．molL﹣1 ， 可得热化学方程式：①H2（g）+ O2（g）=H2O（l）△H=﹣285.8KJ/mol，②CO（g）+ O2（g）=CO2（g）△H=﹣283.0KJ/mol，已知③：C6H5CH2CH3（g）+CO2（g）C6H5CH=CH2（g）+CO（g）+H2O（l）△H=+114.8kJ/mol，根据盖斯定律，③+②﹣①可得：C6H5CH2CH3（g）C6H5CH=CH2（g）+H2（g），故△H=114.8KJ/mol﹣283.0KJ/mol+285.8KJ/mol=+117.6KJ/mol，所以答案是：+117.6KJ/mol；（2）A．温度变化对正逆反应速率的影响是一致的，只是改变的程度不同，所以升高温度，正反应速率和逆反应速率均增大，故A错误；B．若继续加入1mol乙苯，相当于增大整个体系的压强，增大压强，平衡逆向移动，故苯乙烯转化率增大，B正确；C．压缩容器的体积，增大体系的压强，平衡向气体体积减小的方向移动，乙苯的浓度增大，平衡常数不变，故平衡时苯乙烯、氢气的浓度也增大，故C错误；D．相同条件下若起始加入1mol苯乙烯和1mol氢气，等效为开始加入1mol乙苯，与原平衡为完全等效平衡，平衡时乙苯的物质的量相等，假设平衡时为amol乙苯，则原平衡反应中能量变化为QkJ=（1﹣a）×△H kJ，而生成amol乙苯的能量变化为：a×△H kJ=（△H﹣Q）kJ，故D正确；所以答案是：BD；（3）参加反应的乙苯为xmol，则：
C6H5CH2CH3（g）C6H5CH=CH2（g）+H2（g）
起始量（mol）：1 0 0
变化量（mol）：x x x
平衡量（mol）：1﹣x x x
由图示可知：700℃时，乙苯的物质的量百分含量为20%，则 =20%，所以x= ，乙苯的平衡转化率为 ×100%=66.7%，
此温度下平衡常数K= = = ，
温度高于970℃时，苯乙烯的产率不再增加，可能有机物受热易分解是所致；
所以答案是：66.7%； ；有机化合物在温度过高时分解；（4）由题目信息可知，阳极上整个过程是苯乙烯氧化生成二氧化碳，由守恒守恒可知，应有OH﹣ 离子生成，由元素守恒可知，应有水参与反应，阳极电极反应式为：C6H5CH=CH2+16H2O﹣40e﹣=8CO2↑+4OH﹣ ， 阴极上是氢离子获得电子生成氢气，阴极电极反应式为：2H2O+2e﹣=H2↑+2OH﹣ ，
除去0.5mol苯乙烯，则：
C6H5CH=CH2+16H2O﹣40e﹣=8CO2↑+4OH﹣
0.5mol 20mol 4mol
2 H2O+2 e﹣=H2↑+2OH﹣
20mol 10mol
故两极共收集气体：4mol+10mol=14mol，
所以答案是：C6H5CH=CH2+16H2O﹣40e﹣=8CO2↑+4OH﹣；14．
【考点精析】通过灵活运用化学平衡状态本质及特征和化学平衡的计算，掌握化学平衡状态的特征：“等”即 V正=V逆>0；“动”即是动态平衡，平衡时反应仍在进行；“定”即反应混合物中各组分百分含量不变；“变”即条件改变，平衡被打破，并在新的条件下建立新的化学平衡；与途径无关，外界条件不变，可逆反应无论是从正反应开始，还是从逆反应开始，都可建立同一平衡状态（等效）；反应物转化率=转化浓度÷起始浓度×100%=转化物质的量÷起始物质的量×100%；产品的产率=实际生成产物的物质的量÷理论上可得到产物的物质的量×100%即可以解答此题．