Question

【題目】苯乙烯是一種重要的化工原料，世界衛生組織國際癌癥研究機構公布的致癌物清單初步整理參考，苯乙烯在2B類致癌物清單中。

(1)工業上可用乙苯催化脫氫方法制備苯乙烯，其反應原理如下：

①在容積固定為2L的密閉容器內充人2mol，加入合適催化劑(體積可以忽略不計)后在一定溫度壓強下開始反應，用壓力計監測容器內壓強的變化如下：

反應時間/min	0	5	10	15	20	25	30
壓強/MPa	12.6	13.68	14.55	15.22	15.6	15.75	15.75

根據表中數據計算該溫度下壓強平衡常數Kp_____(計算結果帶單位，用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓=總壓×物質的量分數)。

②實際生產中常在恒壓條件下摻入高溫水蒸氣作為反應體系的稀釋劑(水蒸氣不參加反應)。在一定壓強、900K的條件下，苯乙烯的產率隨著的增大而_________(填“增大”“減小”或“不變”)。隨著反應的進行，會產生積碳使催化劑活性減弱，水蒸氣還有利于恢復催化劑活性，原因是__________(用化學方程式表示)。

(2)研究表明金屬次卟啉二甲酯能夠順利地選擇性催化氧化苯乙烯生成苯甲醛(結構簡式為)，以該反應原理設計成酸性燃料電池，則電池負極的電極反應式為____________，若該電池消耗標準狀況下11.2 L的O2，則外電路中理論上轉移電子的物質的量為________。

Answer 1

【答案】1.05 MPa 增大 —8e- +3H2O=+CO2↑+8H+ 2 mol

【解析】

（1）①根據方程式計算平衡時各組分的分壓，代入分壓平衡常數表達式計算Kp的值；

②恒壓下，加入水蒸氣稀釋劑，相當于增大容器體積，高溫下，水蒸氣可與碳反應；
（2）負極發生氧化反應，苯乙烯被氧化生成苯甲醛；若該電池消耗標準狀況下11.2L的O2，即0.5mol氧氣，反應中O元素化合價由0價降低為-2價，則轉移2mol電子。

（1）①反應前充入體系中的（EB）的物質的量2mol，（ST）的物質的量為0，可列三段式

相同狀況下，氣體壓強之比與氣體物質的量成正比，因此可列式

，解得x=0.5，

則該條件下的壓強平衡常數為；

②恒壓條件下，增加水蒸氣的n，導致體系V增大，使平衡正向移動，使苯乙烯的產率隨著的增大而增大，水蒸氣能與C反應，從而減少積碳，有利于恢復催化劑活性，原因是；

（2）苯乙烯作電池的負極，產物為苯甲醛，電極反應式為—8e- +3H2O=+CO2↑+8H+；若該電池消耗標準狀況下11.2 L的O2，則外電路中理論上轉移電子的物質的量為2mol。