15．工業(yè)上用乙苯為原料制苯乙烯．
（1）Ⅰ．采用乙苯與CO2脫氫生產(chǎn)重要化工原料苯乙烯

（1）①乙苯與CO2反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=$\frac{c（{C}_{6}{H}_{5}{CH=CH}_{2}）?c（CO）?c（{H}_{2}O）}{c（{C}_{6}{H}_{5}{CH}_{2}{CH}_{3}）?c（{CO}_{2}）}$．
②下列敘述不能說明乙苯與CO2反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是bc．
a．v正（CO）=v逆（CO）
b．c（CO2）=c（CO）
c．消耗1 mol CO2同時(shí)生成1 mol H2O
d．CO2的體積分?jǐn)?shù)保持不變
（2）在3 L密閉容器內(nèi)，乙苯與CO2的反應(yīng)在三種不同的條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，乙苯、CO2的起始濃度分別為1.0 mol/L和3.0 mol/L，其中實(shí)驗(yàn)Ⅰ在T1℃，0.3 Mpa，而實(shí)驗(yàn)Ⅱ、Ⅲ分別改變了實(shí)驗(yàn)其他條件；乙苯的濃度隨時(shí)間的變化如圖Ⅰ所示．

①實(shí)驗(yàn)Ⅰ乙苯在0～50 min內(nèi)的反應(yīng)速率為0.012mol/（L•min）．
②實(shí)驗(yàn)Ⅱ可能改變條件的是加催化劑．
③圖Ⅱ是實(shí)驗(yàn)Ⅰ中苯乙烯體積分?jǐn)?shù)V%隨時(shí)間t的變化曲線，請(qǐng)?jiān)趫DⅡ中補(bǔ)畫實(shí)驗(yàn)Ⅲ中苯乙烯體積分?jǐn)?shù)V%隨時(shí)間t的變化曲線．
（3）若實(shí)驗(yàn)Ⅰ中將乙苯的起始濃度改為1.2 mol/L，保持其他條件不變，乙苯的轉(zhuǎn)化率將減�。ㄌ睢霸龃蟆薄皽p小”或“不變”），計(jì)算此時(shí)平衡常數(shù)為0.225．
（2）Ⅱ．利用乙苯的脫氫反應(yīng)制苯乙烯．

達(dá)到平衡后改變反應(yīng)條件，圖（Ⅲ）中曲線變化不正確的是B．

分析 Ⅰ．（1）①乙苯與CO2反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=$\frac{生成物平衡濃度冪次方乘積}{反應(yīng)物平衡濃度冪次方乘積}$；
②根據(jù)化學(xué)平衡狀態(tài)的特征解答，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等（同種物質(zhì)）或正逆速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比（不同物質(zhì)），各物質(zhì)的濃度、百分含量不變，以及由此衍生的一些量也不發(fā)生變化；
（2）①實(shí)驗(yàn)I乙苯在0-50min內(nèi)濃度變化量為（1-0.4）mol/L=0.6mol/L，再根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計(jì)算；
②實(shí)驗(yàn)Ⅱ與實(shí)驗(yàn)I相比，反應(yīng)速率加快，但平衡不移動(dòng)，應(yīng)是加入催化劑；
③實(shí)驗(yàn)Ⅲ與實(shí)驗(yàn)I相比，反應(yīng)速率加快，開始階段相同時(shí)間內(nèi)實(shí)驗(yàn)Ⅲ中苯乙烯的體積分?jǐn)?shù)較大，但平衡時(shí)乙苯的濃度增大，平衡逆向移動(dòng)，平衡時(shí)苯乙烯的體積分?jǐn)?shù)小于實(shí)驗(yàn)I；
（3）若實(shí)驗(yàn)I中將乙苯的起始濃度改為1.2mol/L，其他條件不變，等效壓強(qiáng)增大到達(dá)平衡后在移走部分二氧化碳，增大壓強(qiáng)平衡逆向移動(dòng)，移走二氧化碳平衡逆向移動(dòng)；
計(jì)算實(shí)驗(yàn)Ⅰ中平衡時(shí)時(shí)各組分的濃度，代入平衡常數(shù)K=$\frac{c（{C}_{6}{H}_{5}CH=C{H}_{2}）c（CO）c（{H}_{2}O）}{c（{C}_{6}{H}_{5}C{H}_{2}C{H}_{3}）×c（C{O}_{2}）}$計(jì)算；
Ⅱ．該反應(yīng)正方向是氣體體積增大的方向，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；根據(jù)溫度、壓強(qiáng)對(duì)平衡的影響分析；

解答 解：Ⅰ．（1）①乙苯與CO2反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=$\frac{c（{C}_{6}{H}_{5}CH=C{H}_{2}）c（CO）c（{H}_{2}O）}{c（{C}_{6}{H}_{5}C{H}_{2}C{H}_{3}）×c（C{O}_{2}）}$，
故答案為：$\frac{c（{C}_{6}{H}_{5}{CH=CH}_{2}）?c（CO）?c（{H}_{2}O）}{c（{C}_{6}{H}_{5}{CH}_{2}{CH}_{3}）?c（{CO}_{2}）}$；
②a．當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等（同種物質(zhì)），v正（CO）=v逆（CO），反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故a正確；
b．c（CO2）與c（CO）的濃度是否相等，與反應(yīng)的起始量和轉(zhuǎn)化率有關(guān)，所以當(dāng)c（CO2）=c（CO）時(shí)，不能說明已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故b錯(cuò)誤；
c．消耗1molCO2為正速率，同時(shí)生成1molH2O也是正速率，都是正速率，二者始終相等，不能說明已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故c錯(cuò)誤；
d．隨著反應(yīng)的進(jìn)行CO2的體積分?jǐn)?shù)逐漸減小，當(dāng)CO2的體積分?jǐn)?shù)保持不變，即是平衡狀態(tài)，故d正確；故選bc．
故答案為：bc；
（2）①根據(jù)圖I中可知，0-50min時(shí)乙苯的濃度變化為：1.0mol/L-0.4mol/L=0.6mol/L，則乙苯的反應(yīng)速率v=$\frac{0.6mol/L}{50min}$=0.012mol/（L•min），
故答案為：0.012mol/（L•min）；
②實(shí)驗(yàn)Ⅱ與實(shí)驗(yàn)I相比，反應(yīng)速率加快，但平衡不移動(dòng)，應(yīng)是加入催化劑，故答案為：加催化劑；
③實(shí)驗(yàn)Ⅲ與實(shí)驗(yàn)I相比，反應(yīng)速率加快，開始階段相同時(shí)間內(nèi)實(shí)驗(yàn)Ⅲ中苯乙烯的體積分?jǐn)?shù)較大，但平衡時(shí)乙苯的濃度增大，平衡逆向移動(dòng)，平衡時(shí)苯乙烯的體積分?jǐn)?shù)小于實(shí)驗(yàn)I，則實(shí)驗(yàn)Ⅲ中苯乙烯體積分?jǐn)?shù)V%隨時(shí)間t的變化曲線為，
故答案為：；
（3）若實(shí)驗(yàn)I中將乙苯的起始濃度改為1.2mol/L，其他條件不變，等效壓強(qiáng)增大到達(dá)平衡后在移走部分二氧化碳，增大壓強(qiáng)平衡逆向移動(dòng)，移走二氧化碳平衡逆向移動(dòng)，故所以乙苯的轉(zhuǎn)化率減��；
根據(jù)圖I中實(shí)驗(yàn)1可知，0-50min時(shí)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(yīng)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
則平衡常數(shù)K=$\frac{c（{C}_{6}{H}_{5}CH=C{H}_{2}）c（CO）c（{H}_{2}O）}{c（{C}_{6}{H}_{5}C{H}_{2}C{H}_{3}）×c（C{O}_{2}）}$=$\frac{0.6×0.6×0.6}{0.4×2.4}$=0.225，
故答案為：減��；0.225；
Ⅱ．A．該反應(yīng)的正方向?yàn)槲鼰岱磻?yīng)，升溫平衡向著正方向移動(dòng)，乙苯的轉(zhuǎn)化率升高，故A正確；
B．該反應(yīng)的正方向?yàn)槲鼰岱磻?yīng)，升溫平衡向著正向移動(dòng)，平衡常數(shù)增大，故B錯(cuò)誤；
C．增大壓強(qiáng)，正反應(yīng)速率增大，故C正確；
D．該反應(yīng)是體積增大的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，平衡向著逆方向移動(dòng)，苯乙烯的轉(zhuǎn)化率減小，故D正確．
故答案為：B．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡影響因素、反應(yīng)速率計(jì)算、化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算，題目難度中等，作圖為易錯(cuò)點(diǎn)，學(xué)生容易考慮到達(dá)平衡時(shí)間及苯乙烯體積分?jǐn)?shù)，易忽略開始階段相同時(shí)間內(nèi)實(shí)驗(yàn)Ⅲ中苯乙烯的體積分?jǐn)?shù)較大．

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：解答題

16．為了防治環(huán)境污染并對(duì)尾氣進(jìn)行綜合利用，某硫酸廠用氨水吸收尾氣中的SO2，再向吸收液中加入濃硫酸，以回收高濃度的SO2并得到副產(chǎn)品化肥（NH4）2SO4和NH4HSO4．為測定上述（NH4）2SO4和NH4HSO4固體混合物的組成，現(xiàn)稱取該樣品四份，分別加入相同濃度的NaOH溶液各40.00mL，加熱至120℃左右，使氨氣全部逸出[已知：（NH4）2SO4和NH4HSO4的分解溫度均高于200℃]，測得有關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下（標(biāo)準(zhǔn)狀況）：
實(shí)驗(yàn)序號(hào)樣品的質(zhì)量/gNaOH溶液的體積/mL氨氣的體積/L
Ⅰ7.440.001.68
Ⅱ14.840.003.36
Ⅲ22.240.001.12
Ⅳ37.040.000
（1）測定過程中有關(guān)反應(yīng)的離子方程式為H++OH-=H2O、NH4++OH-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH3↑+H2O．
（2）3.7g該樣品進(jìn)行同樣實(shí)驗(yàn)時(shí)，生成的氨氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為0.84L．
（3）試求算該混合物中（NH4）2SO4和NH4HSO4的物質(zhì)的量之比．
（4）欲計(jì)算該NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度應(yīng)選擇第Ⅲ組數(shù)據(jù)，并由此計(jì)算NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度，寫出計(jì)算過程．

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

17．三氯化硼的熔點(diǎn)為-107.3℃，沸點(diǎn)為12.5℃，易水解生成硼酸和氯化氫，可用于制造高純硼、有機(jī)合成催化劑等．實(shí)驗(yàn)室制取三氯化硼的原理為：B2O3+3C+3Cl2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2BCl3+3CO
（1）甲組同學(xué)擬用下列裝置制取純凈干燥的氯氣（不用收集）．

①裝置B中盛放的試劑是飽和食鹽水，裝置C的作用是干燥氯氣．
②裝置A中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2MnO4-+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O．
（2）乙組同學(xué)選用甲組實(shí)驗(yàn)中的裝置A、B、C和下列裝置（裝置可重復(fù)使用）制取BCl3并驗(yàn)證反應(yīng)中有CO生成．

①乙組同學(xué)的實(shí)驗(yàn)裝置中，依次連接的合理順序?yàn)锳→B→C→G→E→H→J→H→F→D→I．
②實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，先通入干燥N2的目的是排除裝置中的空氣．
③能證明反應(yīng)中有CO生成的現(xiàn)象是裝置F中黑色粉末變?yōu)榧t色，裝置D中澄清石灰水變渾濁．

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：解答題

3．肌紅蛋白（Mb）與血紅蛋白（Hb）的主要功能為輸送氧氣與排出二氧化碳．肌紅蛋白（Mb）可以與小分子X（如氧氣或一氧化碳）結(jié)合．反應(yīng)方程式：Mb（aq）+X（g）?MbX（aq）
（1）通常用p 表示分子X 的壓力，po表示標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)大氣壓，若X 分子的平衡濃度為p/po，寫出上述反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式：K=$\frac{c（MbX）}{c（Mb）\frac{P}{po}}$．請(qǐng)用p、po及K 表示吸附小分子的肌紅蛋白（MbX）占總肌紅蛋白的比例$\frac{K\frac{P}{po}}{K\frac{P}{po}+1}$．
（2）在常溫下，肌紅蛋白與CO 結(jié)合反應(yīng)的平衡常數(shù)K（CO）遠(yuǎn)大于與O2結(jié)合的平衡常數(shù)K（O2），下列哪個(gè)圖最能代表結(jié)合率（f）與此兩種氣體壓力（p）的關(guān)系C．


（3）人體中的血紅蛋白（Hb）同樣能吸附O2、CO2 和H+，相關(guān)反應(yīng)的方程式及其反應(yīng)熱、化學(xué)平衡常數(shù)分別是：
Ⅰ．Hb（aq）+H+（aq）?HbH+（aq）△H1，K1
Ⅱ．HbH+ （aq）+O2（g）?HbO2（aq）+H+（aq）△H2，K2
Ⅲ．Hb（aq）+O2（g）?HbO2（aq）；△H3，K3
Ⅳ．HbO2（aq）+H+（aq）+CO2（g）?Hb（H+）CO2（aq）+O2（g）
①△H3=△H1+△H2（用△H1、△H2表示），K3=K1•K2 （用K1、K2表示）
②若較低溫下反應(yīng)Ⅳ能自發(fā)進(jìn)行，則該反應(yīng)△H＜0，△S＜0（填“＞”、“＜”或“=”）．
（4）圖Ⅰ表示血紅蛋白氧結(jié)合率（f）與氧氣分壓[p（O2）]示意圖，當(dāng)pH＞7.4 時(shí)，此時(shí)圖中代表的曲線是A（填“A”或“B”）．
（5）向2L密閉容器中加入2mol CO2、6mol H2，在適當(dāng)?shù)拇呋瘎┳饔孟�，發(fā)生反應(yīng)：CO2（g）+3H2（g）
CH3OH（l）+H2O（l）△H＜0，CO2的濃度隨時(shí)間（0～t2）變化如圖Ⅱ所示，保持其他條件不變，在t2時(shí)將容器容積縮小一倍，t3時(shí)達(dá)到平衡，t4時(shí)降低溫度，t5時(shí)達(dá)到平衡，請(qǐng)畫出t2～t6CO2的濃度隨時(shí)間的變化．

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：解答題

10．運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理研究氮、硫單質(zhì)及其化合物的性質(zhì)是一個(gè)重要的課題．回答下列問題：
（1）恒容密閉窗口中，工業(yè)固氮反應(yīng)N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）的化學(xué)平衡常數(shù)K和溫度的關(guān)系如表所示：
 溫度/℃ 25 200 300 400 500
 K5×108  1.0 0.86 0.507 0.152
①從上表演列出數(shù)據(jù)分析，該反應(yīng)為放熱（填“吸熱”或“放熱”）反應(yīng)
②有關(guān)工業(yè)合成氨的研究成果，曾于1918年、1931年、2007年三次榮膺諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)．
下列關(guān)于合成氨反應(yīng)描述的圖象中，不正確的是C（填序號(hào)）．

③400℃時(shí)，測得某時(shí)刻氨氣、氮?dú)�、氫氣物質(zhì)的量濃度分別為3mol•L-1、2mol•L-1、1mol•L-1，則該反應(yīng)的v正＜v逆（填“＞”、“＜”或“=”）
（2）近年來，科學(xué)家又提出在常溫、常壓、催化劑等條件下合成氨的新思路，反應(yīng)原理為：2N2（g）+6H2O（g）?4NH3（g）+3O2（g），則其反應(yīng)熱△H=+1530kJ•mol-1．[已知：N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H=-92.4kJ•mol-1，2H2（g）+O2（g）?2H2O（1）△H=-571.6kJ•mol-1]
（3）聯(lián)氨（N2H4）、二氧化氮（NO2）可與KOH溶液構(gòu)成堿性燃料電池，其電池反應(yīng)原理為2N2H4+2NO2═3N2+4H2O，則負(fù)極的電極反應(yīng)式為N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O．
（4）25℃時(shí)，將pH=3的鹽酸和pH=11的氨水等體積混合后，溶液中的離子濃度由大到小的順序?yàn)閏（NH4+）＞c（Cl-）＞c（OH-）＞c（H+）．
（5）若將等物質(zhì)的量的SO2與NH3溶于水充分反應(yīng)，所得溶液中c（H+）-c（OH-）=c（HSO3-）+2c（SO32-）-c（NH4+）（填表達(dá)式）．（已知：H2SO3的Ka1=1.7×10-2mol•L-1，Ka2=6.0×10-8mol•L-1；NH3•H2O的Kb=1.8×10-5mol•L-1）

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

20．用O2將HCl轉(zhuǎn)化為Cl2，可提高效益，減少污染．

（1）傳統(tǒng)上該轉(zhuǎn)化通過如下所示的催化循環(huán)實(shí)現(xiàn)．其中，反應(yīng)①為：2HCl（g）+CuO（s）?H2O（g）+CuCl2（s）△H1反應(yīng)②生成1mol Cl2（g）的反應(yīng)熱為△H2，則總反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為4HCl（g）+O2（g）=2Cl2（g）+2H2O（g）△H=2（△H1+△H2）（反應(yīng)熱用△H1和△H2表示）．
（2）新型RuO2催化劑對(duì)上述HCl轉(zhuǎn)化為Cl2的總反應(yīng)具有更好的催化活性．
①實(shí)驗(yàn)測得在一定壓強(qiáng)下，總反應(yīng)的HCl平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的轉(zhuǎn)化率αHCl～T曲線如圖1：則總反應(yīng)的△H＜0（填“＞”“=”或“＜”）；A、B兩點(diǎn)的平衡常數(shù)K（A）與K（B）中較大的是K（A）．
②在上述實(shí)驗(yàn)中若壓縮體積使壓強(qiáng)增大，畫出相應(yīng)αHCl～T曲線的示意圖1，并簡要說明理由：增大壓強(qiáng)，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，αHCl增大，相同溫度下HCl的平衡轉(zhuǎn)化率比之前實(shí)驗(yàn)的大．
③下列措施中，有利于提高αHCl的有BD．
A．增大n（HCl）     B．增大n（O2）      C．使用更好的催化劑    D．移去H2O
（3）一定條件下測得反應(yīng)過程中n（Cl2）的數(shù)據(jù)如下：
t/min02.04.06.08.0
n（Cl2）/10-3mol01.83.75.47.2
計(jì)算2.0～6.0min內(nèi)以HCl的物質(zhì)的量變化表示的反應(yīng)速率（以mol•min-1為單位）1.8×10-3mol•min-1．
（4）Cl2用途廣泛，寫出用Cl2制備漂白粉的化學(xué)反應(yīng)方程式2Cl2+2Ca（OH）2=CaCl2+Ca（ClO）2+2H2O．

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：選擇題

7．下列物質(zhì)均為Wg，將它們在氧氣中完全燃燒的產(chǎn)物全部通入到過量的過氧化鈉固體中，則過氧化鈉固體增重為Wg的是（　�。�
①CO     ②H2     ③CH4    ④HCHO     ⑤CH3COOH     ⑥HCOOH．
A．①②⑥B．③④⑤C．①②④⑤D．②③⑤

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：選擇題

4．下列說法正確的是（　�。�
A．“鈷酞菁”的分子（直徑為1.3×10-9m）在水中形成的分散系能產(chǎn)生丁達(dá)爾效應(yīng)
B．氫氟酸可用細(xì)口玻璃試劑瓶保存
C．粘附有硫單質(zhì)的試管可用酒精洗滌
D．“地溝油”分餾可制得礦物柴油

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：選擇題

5．下列離子方程式書寫錯(cuò)誤的是（　　）
A．金屬鈉投入CuSO4溶液中：2Na+Cu2+═2Na++Cu
B．過量的CO2通入Ca（ClO）2溶液中：ClO-+CO2+H2O═HCO3-+HClO
C．向Mg（OH）2懸濁液中滴加四滴0.1mol•L-1FeCl3溶液：3Mg（OH）2（S）+2Fe3+（aq）═2Fe（OH）3（S）+3Mg2+（aq）
D．鉛酸蓄電池充電時(shí)的陽極反應(yīng)：PbSO4+2H2O-2e-═PbO2+4H++SO42-

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案