Question

5．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：CH₂CH₃（g）$\stackrel{催化劑}{?}$=CH₂（g）+H₂（g）△=-Q₁kJ．mol^-1
（1）苯乙烯可聚合生成聚苯乙烯，該聚合物的結(jié)構(gòu)簡式為．
（2）已知、、H₂（g）的燃燒熱（△H）分別為-Q₁ kJ•mol^-1、-Q₂kJ•mol^-1、-Q₃ kJ•mol^-1，寫出Q與Q₁、Q₂、Q₃的關(guān)系式Q₂+Q₃-Q₁．
（3）500℃時(shí)，在恒容密閉容器中，充入a mol乙苯，反應(yīng)達(dá)到平衡后容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為P；若再充入bmol的乙苯，重新達(dá)到平衡后容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為2P，則a＜b（填“＞”、“＜”或“=”），乙苯的轉(zhuǎn)化率將減小（填“增大”、“減小”或“不變”）．
（4）在實(shí)際生產(chǎn)中，常保持總壓0.1Mpa不變，并向反應(yīng)體系加入稀釋劑，如CO₂、N₂等．反應(yīng)混合氣物質(zhì)的量之比及反應(yīng)溫度與乙苯（EB）脫氫轉(zhuǎn)化率關(guān)系（N₂不參與反應(yīng)）如圖所示．
①由圖判斷Q＞0（填“＞”或“＜”），依據(jù)是隨著溫度升高，乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率增大．
②A、B兩點(diǎn)對(duì)應(yīng)的正反應(yīng)速率較大的是B．
③A點(diǎn)乙苯的轉(zhuǎn)化率比B點(diǎn)高，原因是保持總壓不變，充入N₂，容器體積增大，各組分的濃度同倍數(shù)減小，利于反應(yīng)正向進(jìn)行，乙苯轉(zhuǎn)化率增大．
④用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算，其中，分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)．則600℃時(shí)的平衡常數(shù)K_p=0.019MPa．（保留兩位小數(shù)）

Answer 1

分析 （1）苯乙烯可聚合生成聚苯乙烯是加成聚合生成聚苯乙烯；
（2）、、H₂（g）的燃燒熱（△H）分別為-Q₁ kJ•mol^-1、-Q₂kJ•mol^-1、-Q₃ kJ•mol^-1，則
①+$\frac{21}{2}$O₂（g）→8CO₂（g）+5H₂O（l）△H=-Q₁ kJ•mol^-1，
②+10O₂（g）→8CO₂（g）+4H₂O（l）△H=-Q₂ kJ•mol^-1，
③H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）→2H₂O（l）△H=-Q₃ kJ•mol^-1，
由蓋斯定律可知，①-②-③得到CH₂CH₃（g）$\stackrel{催化劑}{?}$=CH₂（g）+H₂（g）；
（3）恒容密閉容器中，物質(zhì)的量與壓強(qiáng)成正比，增大壓強(qiáng)平衡逆向移動(dòng)；
（4）①由圖可知，溫度越高轉(zhuǎn)化率越大；
②A、B溫度相同，乙苯的濃度越大，反應(yīng)速率越快；
③A點(diǎn)乙苯的轉(zhuǎn)化率比B點(diǎn)高，與充入N₂，容器體積增大，平衡正向移動(dòng)有關(guān)；
④CH₂CH₃（g）$\stackrel{催化劑}{?}$=CH₂（g）+H₂（g）
開始    a                                                  0                       0
轉(zhuǎn)化  0.4a                                               0.4a                   0.4a
平衡 0.6a                                               0.4a                    0.4a
分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，則分壓分別為0.1Mpa×$\frac{3}{7}$、0.1Mpa×$\frac{2}{7}$、0.1Mpa×$\frac{2}{7}$
Kp=0.1$\frac{0.1Mpa×\frac{2}{7}×0.1Mpa×\frac{2}{7}}{0.1Mpa×\frac{3}{7}}$，以此來解答．

解答 解：（1）苯乙烯可聚合生成聚苯乙烯是加成聚合生成聚苯乙烯；結(jié)構(gòu)簡式為：，故答案為：；
（2）、、H₂（g）的燃燒熱（△H）分別為-Q₁ kJ•mol^-1、-Q₂kJ•mol^-1、-Q₃ kJ•mol^-1，則
①+$\frac{21}{2}$O₂（g）→8CO₂（g）+5H₂O（l）△H=-Q₁ kJ•mol^-1，
②+10O₂（g）→8CO₂（g）+4H₂O（l）△H=-Q₂ kJ•mol^-1，
③H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）→2H₂O（l）△H=-Q₃ kJ•mol^-1，
由蓋斯定律可知，①-②-③得到CH₂CH₃（g）$\stackrel{催化劑}{?}$=CH₂（g）+H₂（g）；
則（-Q₁ kJ•mol^-1）-（-Q₂ kJ•mol^-1）-（-Q₃ kJ•mol^-1）=+Q kJ•mol^-1，即Q=Q₂+Q₃-Q₁，
故答案為：Q₂+Q₃-Q₁；
（3）恒容密閉容器中，物質(zhì)的量與壓強(qiáng)成正比，充入a mol乙苯，反應(yīng)達(dá)到平衡后容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為P；若再充入bmol的乙苯，重新達(dá)到平衡后容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為2P，則a＜b；增大壓強(qiáng)平衡逆向移動(dòng)，乙苯的轉(zhuǎn)化率將減��；
故答案為：＜；減�。�
（4）①由圖可知，溫度越高轉(zhuǎn)化率越大，則升高溫度，平衡正向移動(dòng)，Q＞0，
故答案為：＞；隨著溫度升高，乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率增大；
②A、B溫度相同，B點(diǎn)乙苯的濃度大，則B點(diǎn)反應(yīng)速率大，
故答案為：B；
③A點(diǎn)乙苯的轉(zhuǎn)化率比B點(diǎn)高，原因是保持總壓不變，充入N₂，容器體積增大，各組分的濃度同倍數(shù)減小，利于反應(yīng)正向進(jìn)行，乙苯轉(zhuǎn)化率增大，
故答案為：保持總壓不變，充入N₂，容器體積增大，各組分的濃度同倍數(shù)減小，利于反應(yīng)正向進(jìn)行，乙苯轉(zhuǎn)化率增大；
④CH₂CH₃（g）$\stackrel{催化劑}{?}$=CH₂（g）+H₂（g）
開始    a                                                  0                       0
轉(zhuǎn)化  0.4a                                               0.4a                   0.4a
平衡 0.6a                                               0.4a                    0.4a
分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，則分壓分別為0.1Mpa×$\frac{3}{7}$、0.1Mpa×$\frac{2}{7}$、0.1Mpa×$\frac{2}{7}$
Kp=$\frac{0.1Mpa×\frac{2}{7}×0.1Mpa×\frac{2}{7}}{0.1Mpa×\frac{3}{7}}$=0.019MPa，
故答案為：0.019MPa．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡計(jì)算及平衡移動(dòng)，為高頻考點(diǎn)，把握Kp的計(jì)算、化學(xué)平衡移動(dòng)的影響為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與應(yīng)用能力的考查，綜合性較強(qiáng)，題目難度中等．