Question

（二）工業上采用乙苯與CO₂脫氫生產重要化工原料苯乙烯

（1）在3L密閉容器內，乙苯與CO₂的反應在三種不同的條件下進行實驗，乙苯、CO₂的起始濃度分別為1.0mol/L和3.0mol/L，其中實驗Ⅰ在T₁℃，0.3MPa，而實驗Ⅱ、Ⅲ分別改變了實驗其他條件；乙苯的濃度隨時間的變化如圖Ⅰ所示．

①實驗I乙苯在0-50min時的反應速率為

 

②實驗Ⅱ可能改變條件的是

 

③圖Ⅱ是實驗Ⅰ中苯乙烯體積分數V%隨時間t的變化曲線，請在圖Ⅱ中補畫實驗Ⅲ中苯乙烯體積分數V%隨時間t的變化曲線．
（2）若實驗Ⅰ中將乙苯的起始濃度改為1.2mol/L，其他條件不變，乙苯的轉化率將

 

（填“增大”、“減小”或“不變”），計算此時平衡常數為

 

．

Answer 1

考點：物質的量或濃度隨時間的變化曲線,化學平衡的計算

專題：化學平衡專題

分析：（1）①根據圖I中乙苯的濃度變化及v=

△c

△t

計算出實驗I乙苯在0-50min時的反應速率；
②根據圖象中圖I中實驗Ⅱ改變條件平衡不移動，而反應速率增大進行判斷改變的條件；
③實驗Ⅲ中改變條件，由圖I可知乙苯的濃度增大，平衡逆移，所以苯乙烯體積分數V%隨時間t增大而減小；
（2）根據加入乙苯引起的濃度增大量與平衡移動引起的濃度減小量的相對關系分析；若實驗I中將乙苯的起始濃度改為1.2mol/L，其他條件不變，因為溫度不變，則K不變，根據圖I中數據求出K的值．

解答： 解（1）①根據圖I中可知，0-50min時乙苯的濃度變化為：1.0mol/L-0.4mol/L=0.6mol/L，則其反應速率為：v=

0.6mol/L

50min

=0.012mol/（L?min），
故答案為：0.012mol/（L?min）；
②根據圖I中實驗Ⅱ改變條件平衡不發生移動，而反應速率增大，所以改變的條件為：加催化劑，故答案為：加催化劑；
③實驗Ⅲ中改變條件，由圖I可知乙苯的濃度增大，平衡向著逆向移動，所以苯乙烯體積分數V%隨時間t增大而減小，則實驗Ⅲ中苯乙烯體積分數V%隨時間t的變化曲線為，
故答案為：；
（2）若實驗I中將乙苯的起始濃度改為1.2mol/L，其他條件不變，平衡正移，由于二氧化碳的初始濃度沒變，平衡移動引起的乙苯的濃度的減小量小于加入的乙苯引起的濃度增加量，所以乙苯的轉化率減小；
 根據圖I中實驗1可知，0-50min時乙苯的濃度變化為1.0mol/L-0.4mol/L=0.6mol/L        
                   C₆H₅CH₂CH₃+CO₂?C₆H₅CH=CH₂ +CO+H₂O
起始濃度（mol/L）：1.0     3.0      0       0     0
反應濃度（mol/L）：0.6     0.6     0.6     0.6   0.6
平衡濃度（mol/L）：0.4     2.4     0.6     0.6   0.6   
則K=

0.6×0.6×0.6

0.4×2.4

=0.225，
故答案為：減小；0.225．

點評：本題考查了化學平衡影響因素、化學平衡常數的計算等知識，題目難度中等，注意掌握化學平衡及其影響因素，明確化學平衡常數、化學反應速率的概念及計算方法；（2）中平衡常數的計算依據圖I中的實驗1分析計算．