Question

苯乙烷（ -C₂H₅）可生產(chǎn)塑料單體苯乙烯（-CH=CH₂），其原理反應(yīng)是：
-C₂H₅（g） -CH=CH₂（g）+H₂（g）；△H=+125kJ?mol^-1．某溫度下，將0.40mol      -C₂H₅（g）充入2L真空密閉容器中發(fā)生反應(yīng)，測(cè)定該容器內(nèi)的物質(zhì)，得到數(shù)據(jù)如下表：

時(shí)間/min		10	20	30	40
n（-C2H5）/mol	0.40	0.30	0.26	n2	n3
n（-CH=CH2）/mol	0.00	0.10	n1	0.16	0.16

（1）n₁=______mol，計(jì)算該反應(yīng)的平衡常數(shù)，K=______．
（2）工業(yè)上常以高溫水蒸氣作為反應(yīng)體系的稀釋劑（不參與反應(yīng)）．-C₂H₅（g）的平衡轉(zhuǎn)化率與水蒸氣的用量、體系總壓強(qiáng)的關(guān)系如圖1所示．當(dāng)其它條件不變時(shí)，水蒸氣的用量越大，平衡轉(zhuǎn)化率將______（填“越大”、“越小”或“不變”），原因是______．
（3）副產(chǎn)物H₂用做氫氧燃料電池．寫出酸性條件下，該電池正極的電極反應(yīng)式______．
（4）在相同條件下，若最初向該容器中充入-CH=CH₂（g）和H₂（g），假設(shè)在40min時(shí)達(dá)到上述同樣的平衡狀態(tài)，請(qǐng)?jiān)趫D2中畫出并標(biāo)明該條件下 -C₂H₅（g）和-CH=CH₂（g）的濃度c隨時(shí)間t變化的曲線______．

Answer 1

【答案】分析：（1）根據(jù)-C₂H₅物質(zhì)的量的變化計(jì)算反應(yīng)速率，根據(jù)平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度計(jì)算平衡常數(shù)；
（2）根據(jù)分壓對(duì)平衡移動(dòng)的影響分析；
（3）酸性氫氧燃料電池中，正極發(fā)生還原反應(yīng)；
（4）苯乙烯曲線變化趨勢(shì)在減小，弓向時(shí)間軸，且起點(diǎn)（0，0.20）、終點(diǎn)在（40，0.08）；苯乙烷曲線變化趨勢(shì)在增大，弓向濃度軸，且起點(diǎn)（0，0）、終點(diǎn)（40，0.12）．
解答：解：（1）20min時(shí)，-C₂H₅的物質(zhì)的量為0.26mol，變化的物質(zhì)的量為0.40mol-0.26mol=0.14mol，
根據(jù)方程式-C₂H₅（g） -CH=CH₂（g）+H₂（g）可知，
生成-CH=CH₂0.14mol，
    -C₂H₅（g） -CH=CH₂（g）+H₂（g）
起始：0.40mol                          0                   0
轉(zhuǎn)化：0.16mol                         0.16mol             0.16mol
平衡：0.24mol                         0.16mol              0.16mol
平衡時(shí)：c（-C₂H₅）=0.12mol/L，c（-CH=CH₂）=0.08mol/L，c（H₂）=0.08mol/L，
k==0.053 mol?L^-1，
故答案為：0.14； 0.053 mol?L^-1；
（2）由化學(xué)方程式可知，增大壓強(qiáng)，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，則體系總壓強(qiáng)一定時(shí)，水蒸氣的分壓越大，平衡體系的分壓越小，平衡向氣體體積增大的方向移動(dòng)，所以轉(zhuǎn)化率增大，
故答案為：大；體系總壓強(qiáng)一定時(shí)，水蒸氣的分壓越大，平衡體系的分壓越小，平衡向氣體體積增大的方向移動(dòng)；
 （3）酸性氫氧燃料電池中，正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，反應(yīng)的電極方程式為O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O，
故答案為：O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O；
（4）在相同條件下，若最初向該容器中充入-CH=CH₂（g）和H₂（g），假設(shè)在40min時(shí)達(dá)到上述同樣的平衡狀態(tài)，平衡時(shí)，c（-C₂H₅）=0.12mol/L，c（-CH=CH₂）=0.08mol/L，c（H₂）=0.08mol/L，起點(diǎn)（0，0.20）、終點(diǎn)在（40，0.08）；苯乙烷曲線變化趨勢(shì)在增大，弓向濃度軸，且起點(diǎn)（0，0）、終點(diǎn)（40，0.12），則圖象為，故答案為：．
點(diǎn)評(píng)：本題考查化學(xué)平衡問(wèn)題，題目難度中等，本題易錯(cuò)點(diǎn)為（2），注意水蒸氣產(chǎn)生的分壓對(duì)化學(xué)平衡的影響．