17.工業(yè)上以乙苯為原料生產(chǎn)苯乙烯的反應(yīng)如下(Ph代表苯基):
Ph-CH2CH3(g)?Ph-CH═CH2(g)+H2(g)△H
某研究小組為探究溫度等因素對(duì)該反應(yīng)的產(chǎn)率影響,在容積可變的密閉容器中分別作了四組實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖a、b所示.

(1)根據(jù)反應(yīng)及如圖(a),判斷H>0(填“<”“=”或“>”)K500℃>K400℃(填“<”“=”或“>”)
(2)下列事實(shí)可以說(shuō)明該反應(yīng)已達(dá)平衡的是AB.
A.混合氣體的密度不再變化
B.氫氣的體積分?jǐn)?shù)保持不變
C.氫氣、苯乙烯的生成速率之比保持不變
D.單位時(shí)間內(nèi)消耗的n(乙苯)等于生成的n(H2
(3)從壓強(qiáng)因素分析,為提高乙苯的轉(zhuǎn)化率,應(yīng)采用低壓的生產(chǎn)條件.實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中常采用通入水蒸氣的方法.水蒸氣的含量對(duì)反應(yīng)的影響結(jié)果如圖(b)所示.
①在做這四組實(shí)驗(yàn)時(shí),應(yīng)該采用的其他實(shí)驗(yàn)條件是AC.
A.反應(yīng)溫度相同          B.采用不同的催化劑
C.壓強(qiáng)都控制在常壓下     D.反應(yīng)相同時(shí)間時(shí)測(cè)定實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
②由圖b判斷,隨著$\frac{n({H}_{2}O)}{n(苯乙烯)}$比值增加產(chǎn)率增加的原因是正反應(yīng)為氣體分子數(shù)增大的反應(yīng),保持壓強(qiáng)不變,加入水蒸氣,容器體積應(yīng)增大,等效為降低壓強(qiáng),平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng).
③若反應(yīng)在保持其他條件不變的情況下,壓縮體系的體積,在圖c中做出改變條件后達(dá)到新的平衡,正逆反應(yīng)速率的變化情況.
(4)若工業(yè)生產(chǎn)中既要提高化學(xué)反應(yīng)速率,又要提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率,應(yīng)采取的措施是升高溫度.

分析 (1)由圖可知,溫度越高苯乙烯的產(chǎn)率越高,說(shuō)明升高溫度平衡正向移動(dòng),平衡常數(shù)增大,正反應(yīng)為吸熱反應(yīng);
(2)可逆反應(yīng)到達(dá)平衡時(shí),同種物質(zhì)的正逆速率相等且保持不變,各組分的濃度、含量保持不變,由此衍生的其它一些量不變,判斷平衡的物理量應(yīng)隨反應(yīng)進(jìn)行發(fā)生變化,該物理量由變化到不再變化說(shuō)明到達(dá)平衡;
(3)正反應(yīng)為體積增大的可逆反應(yīng),減小壓強(qiáng),有利于平衡正向移動(dòng);
①①采取控制變量法分析,探究水蒸氣的含量對(duì)反應(yīng)的影響結(jié)果,應(yīng)保持溫度、壓強(qiáng)、催化劑等體積相同,不涉及反應(yīng)速率問(wèn)題;
②保持壓強(qiáng)不變,加入水蒸氣,容器體積應(yīng)增大,等效為降低壓強(qiáng),平衡向氣體體積增大的方向移動(dòng);
③壓縮體積,壓強(qiáng)增大,瞬間正逆速率都增大,平衡逆向移動(dòng),逆反應(yīng)速率增大更多;
(4)升高溫度、增大壓強(qiáng)、增大濃度、使用催化劑等可以加快反應(yīng)速率,要提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率,應(yīng)是使平衡正向移動(dòng),但不能只增大乙苯的濃度,否則轉(zhuǎn)化率降低.

解答 解:(1)由圖可知,溫度越高苯乙烯的產(chǎn)率越高,說(shuō)明升高溫度平衡正向移動(dòng),正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),則△H>0,平衡常數(shù)K500℃>K400℃,
故答案為:>;>;
(2)A.混合氣體總質(zhì)量不變,恒溫恒壓下,隨反應(yīng)進(jìn)行容器容積增大,混合氣體的密度減小,當(dāng)混合氣體的不再變化時(shí),反應(yīng)到達(dá)平衡,故A正確;
B.可逆反應(yīng)到達(dá)平衡時(shí)各組分的含量不變,氫氣的體積分?jǐn)?shù)保持不變,說(shuō)明到達(dá)平衡,故B正確;
C.氫氣、苯乙烯的生成速率之比等于其化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,始終保持不變,故C錯(cuò)誤;
D.單位時(shí)間內(nèi)消耗的n(乙苯)等于生成的n(H2),均表示正反應(yīng)速率,反應(yīng)始終按該比例關(guān)系進(jìn)行,故D錯(cuò)誤,
故選:AB;
(3)正反應(yīng)為體積增大的可逆反應(yīng),減小壓強(qiáng),平衡逆向移動(dòng),所以從壓強(qiáng)因素分析,為提高乙苯的轉(zhuǎn)化率,應(yīng)采用低壓的生產(chǎn)條件,故答案為:低壓;
①探究水蒸氣的含量對(duì)反應(yīng)的影響結(jié)果,應(yīng)保持溫度、壓強(qiáng)、催化劑等體積相同,不涉及反應(yīng)速率問(wèn)題,
故選:AC;
②正反應(yīng)為氣體分子數(shù)增大的反應(yīng),保持壓強(qiáng)不變,加入水蒸氣,容器體積應(yīng)增大,等效為降低壓強(qiáng),平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),提高乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率,
故答案為:正反應(yīng)為氣體分子數(shù)增大的反應(yīng),保持壓強(qiáng)不變,加入水蒸氣,容器體積應(yīng)增大,等效為降低壓強(qiáng),平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng);
③壓縮體積,壓強(qiáng)增大,瞬間正逆速率都增大,平衡逆向移動(dòng),逆反應(yīng)速率增大更多,正逆反應(yīng)速率的變化情況如圖:,
故答案為:;
(4)正反應(yīng)為氣體體積增大的吸熱反應(yīng),既要提高化學(xué)反應(yīng)速率,又要提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率,應(yīng)采取的措施是:升高溫度等,
故答案為:升高溫度.

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡影響因素、化學(xué)平衡狀態(tài)判斷、化學(xué)平衡圖象等,綜合考查學(xué)生閱讀獲取信息能力、應(yīng)用知識(shí)分析解決問(wèn)題能力,難度中等.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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已知某溫度下:
反應(yīng)①:CO2 (g)+H2(g)→CO(g)+H2O(g),△H=+41.2kJ/mol;
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A.因?yàn)樵摲磻?yīng)是吸熱反應(yīng),所以升高溫度,正反應(yīng)速率增大,逆反應(yīng)速率減;
B.若再加入1molCO2、1mol H2,平衡不移動(dòng);
C.若再加入CO2則平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),CO的體積分?jǐn)?shù)減;
D.若充入He,平衡不移動(dòng),反應(yīng)物和產(chǎn)物的濃度都不變;
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