Question

【題目】苯乙烷（-C2H5）可生產塑料單體苯乙烯（-CH=CH2），其原理反應是：-C2H5(g) -CH=CH2(g) + H2(g)；△H = +125 kJ·mol-1。某溫度下，將0.40 mol-C2H5(g)充入2L真空密閉容器中發生反應，測定該容器內的物質，得到數據如下表：

時間/min	0	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，計算該反應的平衡常數，K=___________。

（2）工業上常以高溫水蒸氣作為反應體系的稀釋劑（不參與反應）。-C2H5(g)的平衡轉化率與水蒸氣的用量、體系總壓強的關系如圖所示。當其它條件不變時，水蒸氣的用量越大，平衡轉化率將_________（填“越大”、“越小”或“不變”），原因是____________。

（3）副產物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)，假設在40min時達到上述同樣的平衡狀態，請在圖中畫出并標明該條件下-C2H5(g)和-CH=CH2(g)的濃度c隨時間t變化的曲線_____。

Answer 1

【答案】 0.14 0.053 mol·L-1 越大 體系總壓強一定時，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。或者：水蒸汽的用量增大，體系內各物質的濃度商QC小于平衡常數KC，所以平衡將向右移動，使苯乙烷的轉化率增大 O2+ 4H+ + 4e- = 2H2O

【解析】

(1)20min時，-C2H5的物質的量為0.26mol，變化的物質的量為0.40mol-0.26mol=0.14mol，根據方程式-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

轉化：0.16mol 0.16mol 0.16mol

平衡：0.24mol 0.16mol 0.16mol

平衡時：c(-C2H5)=0.12mol/L，c(-CH=CH2)=0.08mol/L，c(H2)=0.08mol/L，

k==0.053molL-1，故答案為：0.14；0.053molL-1；

(2)由化學方程式可知，增大壓強，平衡向逆反應方向移動，則體系總壓強一定時，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，所以轉化率增大，故答案為：越大；體系總壓強一定時，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；

(3)酸性氫氧燃料電池中，正極上氧氣得電子發生還原反應，反應的電極方程式為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)，假設在40min時達到上述同樣的平衡狀態，平衡時，c(-C2H5)=0.12mol/L，c(-CH=CH2)=0.08mol/L，c(H2)=0.08mol/L，起點(0，0.20)、終點在(40，0.08)；苯乙烷曲線變化趨勢在增大，弓向濃度軸，且起點(0，0)、終點(40，0.12)，則圖像為，故答案為：。