Question

【題目】苯乙烯是現代石油化工產品中最重要的單位之一．在工業上，苯乙烯可由乙苯和CO2催化脫氫制得．總反應原理如下： +CO2（g） +CO（g）+H2O（g）△H 回答下列問題：
（1）乙苯在CO2氣氛中的反應可分兩步進行： +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應的△H= ．
（2）在溫度為T1時，該反應I的平衡常數K=0.5mol/L．在2L的密閉容器中加入乙苯（g）與CO2 ， 反應到某時刻測得混合物中各組分的物質的量均為1.0mol． ①該時刻化學反應（填“是”或“不是”）處于平衡狀態；
②下列敘述能說明乙苯與CO2在該條件下反應已達到平衡狀態的是（填字母）；
a、v正（CO2）=v正（CO）
b、混合氣體的平均相對分子質量保持不變
c、混合氣體的密度不變
d、CO2的體積分數保持不變
（3）在溫度為T2時的恒容器中，乙苯、CO2的起始濃度分別為4.0mol/L和6.0mol/L，設反應平衡后總壓強為P、起始壓強為P0 ， 則反應達到平衡時苯乙烯的濃度為（均用含P0、P的表達式表示，下同），乙苯的轉化率為 ．
（4）某同學欲將苯乙烯設計成燃料電池，裝置示意如圖（A、B為多孔性碳棒）．
①（填A或B）處電極入口通入氧氣，其電極反應式為；
②當電池中消耗10.4g苯乙烯時，假設化學能全部轉化為電能，則導線中轉移電子數為 ．

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： ，所以該反應的反應熱為：△H=△H1+△H2=+117.6kJ/mol+41.2kJ/mol=+158.8KJ/mol，
所以答案是：+158.8KJ/mol；（2）①反應 進行到某時刻測得混合物中各組分的物質的量均為1.0mol，即濃度都是0.5mol/L，此時Qc= =0.5=K，所以達到化學平衡狀態，
所以答案是：是；②a、都反映的正方向，故a錯誤；
b、混合氣體的平均相對分子質量保持不變，說明氣體的物質的量不變反應達平衡狀態，故b正確；
c、反應前后體積不變，質量守恒，所以體系的密度始終不變，故不能用密度判斷平衡，故c錯誤；
d、隨著反應的進行CO2的體積分數逐漸減小，當CO2的體積分數保持不變，即是平衡狀態，故d正確．
故選bd；（3）已知信息，設乙苯的變化濃度是x，則

		CO2（g）+			CO（g）+	H2O（g）
初始濃度：	4.0	6.0		0	0	0
變化濃度：	x	x		x	x	x
平衡濃度：	4.0﹣x	6.0﹣x		x	x	x

則 = ，解得x= ，則反應達到平衡時苯乙烯的濃度為 ，乙苯的轉化率為 ×100%= ×100%，
所以答案是： ； ×100%； （4）①A為負極、B為正極，燃料電池中通入燃料的電極為負極、通入氧化劑的電極為正極，正極氧氣得電子生成氫氧根離子，所以B極通入氧氣，電極反應式為：O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣ ， 所以答案是：B；O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣；②根據C8H8﹣40e﹣+56OH﹣═8CO32﹣+32H2O知，而10.4g苯乙烯的物質的量為 =0.1mol，所以轉移電子的物質的量為0.1×40=4mol，轉移電子數為：4NA ， 所以答案是：4NA ．
【考點精析】根據題目的已知條件，利用反應熱和焓變和化學平衡狀態本質及特征的相關知識可以得到問題的答案，需要掌握在化學反應中放出或吸收的熱量，通常叫反應熱；化學平衡狀態的特征：“等”即 V正=V逆>0；“動”即是動態平衡，平衡時反應仍在進行；“定”即反應混合物中各組分百分含量不變；“變”即條件改變，平衡被打破，并在新的條件下建立新的化學平衡；與途徑無關，外界條件不變，可逆反應無論是從正反應開始，還是從逆反應開始，都可建立同一平衡狀態（等效）．