Question

【题目】苯乙烷（-C2H5）可生产塑料单体苯乙烯（-CH=CH2），其原理反应是：-C2H5(g) -CH=CH2(g) + H2(g)；△H = +125 kJ·mol-1。某温度下，将0.40 mol-C2H5(g)充入2L真空密闭容器中发生反应，测定该容器内的物质，得到数据如下表：

时间/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，计算该反应的平衡常数，K=___________。

（2）工业上常以高温水蒸气作为反应体系的稀释剂（不参与反应）。-C2H5(g)的平衡转化率与水蒸气的用量、体系总压强的关系如图所示。当其它条件不变时，水蒸气的用量越大，平衡转化率将_________（填“越大”、“越小”或“不变”），原因是____________。

（3）副产物H2用做氢氧燃料电池。写出酸性条件下，该电池正极的电极反应式__________。

（4）在相同条件下，若最初向该容器中充入-CH=CH2(g)和H2(g)，假设在40min时达到上述同样的平衡状态，请在图中画出并标明该条件下-C2H5(g)和-CH=CH2(g)的浓度c随时间t变化的曲线_____。

Answer 1

【答案】 0.14 0.053 mol·L-1 越大 体系总压强一定时，水蒸气的分压越大，平衡体系的分压越小，平衡向气体体积增大的方向移动。或者：水蒸汽的用量增大，体系内各物质的浓度商QC小于平衡常数KC，所以平衡将向右移动，使苯乙烷的转化率增大 O2+ 4H+ + 4e- = 2H2O

【解析】

(1)20min时，-C2H5的物质的量为0.26mol，变化的物质的量为0.40mol-0.26mol=0.14mol，根据方程式-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

转化：0.16mol 0.16mol 0.16mol

平衡：0.24mol 0.16mol 0.16mol

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

k==0.053molL-1，故答案为：0.14；0.053molL-1；

(2)由化学方程式可知，增大压强，平衡向逆反应方向移动，则体系总压强一定时，水蒸气的分压越大，平衡体系的分压越小，平衡向气体体积增大的方向移动，所以转化率增大，故答案为：越大；体系总压强一定时，水蒸气的分压越大，平衡体系的分压越小，平衡向气体体积增大的方向移动；

(3)酸性氢氧燃料电池中，正极上氧气得电子发生还原反应，反应的电极方程式为O2+4H++4e-=2H2O，故答案为：O2+4H++4e-=2H2O；

(4)在相同条件下，若最初向该容器中充入-CH=CH2(g)和H2(g)，假设在40min时达到上述同样的平衡状态，平衡时，c(-C2H5)=0.12mol/L，c(-CH=CH2)=0.08mol/L，c(H2)=0.08mol/L，起点(0，0.20)、终点在(40，0.08)；苯乙烷曲线变化趋势在增大，弓向浓度轴，且起点(0，0)、终点(40，0.12)，则图像为，故答案为：。