Question

【题目】苯乙烯是现代石油化工产品中最重要的单位之一．在工业上，苯乙烯可由乙苯和CO2催化脱氢制得．总反应原理如下： +CO2（g） +CO（g）+H2O（g）△H 回答下列问题：
（1）乙苯在CO2气氛中的反应可分两步进行： +H2（g）△H1=+117.6kJ/mol
H2（g）+CO2（g）CO（g）+H2O（g）△H2=+41.2kJ/mol
由乙苯制取苯乙烯反应的△H= ．
（2）在温度为T1时，该反应I的平衡常数K=0.5mol/L．在2L的密闭容器中加入乙苯（g）与CO2 ， 反应到某时刻测得混合物中各组分的物质的量均为1.0mol． ①该时刻化学反应（填“是”或“不是”）处于平衡状态；
②下列叙述能说明乙苯与CO2在该条件下反应已达到平衡状态的是（填字母）；
a、v正（CO2）=v正（CO）
b、混合气体的平均相对分子质量保持不变
c、混合气体的密度不变
d、CO2的体积分数保持不变
（3）在温度为T2时的恒容器中，乙苯、CO2的起始浓度分别为4.0mol/L和6.0mol/L，设反应平衡后总压强为P、起始压强为P0 ， 则反应达到平衡时苯乙烯的浓度为（均用含P0、P的表达式表示，下同），乙苯的转化率为 ．
（4）某同学欲将苯乙烯设计成燃料电池，装置示意如图（A、B为多孔性碳棒）．
①（填A或B）处电极入口通入氧气，其电极反应式为；
②当电池中消耗10.4g苯乙烯时，假设化学能全部转化为电能，则导线中转移电子数为 ．

Answer 1

【答案】
（1）+158.8KJ/mol
（2）是；bd
（3）； ×100%
（4）B；O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣；4NA
【解析】解：（1）方程A+方程B得到： ，所以该反应的反应热为：△H=△H1+△H2=+117.6kJ/mol+41.2kJ/mol=+158.8KJ/mol，
所以答案是：+158.8KJ/mol；（2）①反应 进行到某时刻测得混合物中各组分的物质的量均为1.0mol，即浓度都是0.5mol/L，此时Qc= =0.5=K，所以达到化学平衡状态，
所以答案是：是；②a、都反映的正方向，故a错误；
b、混合气体的平均相对分子质量保持不变，说明气体的物质的量不变反应达平衡状态，故b正确；
c、反应前后体积不变，质量守恒，所以体系的密度始终不变，故不能用密度判断平衡，故c错误；
d、随着反应的进行CO2的体积分数逐渐减小，当CO2的体积分数保持不变，即是平衡状态，故d正确．
故选bd；（3）已知信息，设乙苯的变化浓度是x，则

		CO2（g）+			CO（g）+	H2O（g）
初始浓度：	4.0	6.0		0	0	0
变化浓度：	x	x		x	x	x
平衡浓度：	4.0﹣x	6.0﹣x		x	x	x

则 = ，解得x= ，则反应达到平衡时苯乙烯的浓度为 ，乙苯的转化率为 ×100%= ×100%，
所以答案是： ； ×100%； （4）①A为负极、B为正极，燃料电池中通入燃料的电极为负极、通入氧化剂的电极为正极，正极氧气得电子生成氢氧根离子，所以B极通入氧气，电极反应式为：O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣ ， 所以答案是：B；O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣；②根据C8H8﹣40e﹣+56OH﹣═8CO32﹣+32H2O知，而10.4g苯乙烯的物质的量为 =0.1mol，所以转移电子的物质的量为0.1×40=4mol，转移电子数为：4NA ， 所以答案是：4NA ．
【考点精析】根据题目的已知条件，利用反应热和焓变和化学平衡状态本质及特征的相关知识可以得到问题的答案，需要掌握在化学反应中放出或吸收的热量，通常叫反应热；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）．