苯乙烯作為一種重要的基礎(chǔ)有機(jī)化工原料，廣泛用于合成塑料和橡膠。工業(yè)以乙苯為原料，通過(guò)如下反應(yīng)I或反應(yīng)II制取苯乙烯?；卮鹣铝袉?wèn)題：
（1）工業(yè)常采用乙苯脫氫的方法制備苯乙烯，其原理如下：反應(yīng)I：C₆H₅-CH₂CH₃（g）?C₆H₅-CH=CH₂（g）+H₂（g）ΔH₁
①近期科技工作者結(jié)合實(shí)驗(yàn)與計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果，研究了一個(gè)乙苯分子在催化劑表面脫氫制苯乙烯的反應(yīng)，其歷程如圖所示（吸附在催化劑表面的物種用*標(biāo)注）：

乙苯脫氫制苯乙烯反應(yīng)的焓變?chǔ)₁=

1.35N_AeV/mol

1.35N_AeV/mol

，該反應(yīng)歷程的決速步驟反應(yīng)方程式為

C₆H₅CH₂CH₂^*+H^*→C₆H₅CHCH₂^*+2H^*

C₆H₅CH₂CH₂^*+H^*→C₆H₅CHCH₂^*+2H^*

。
②在高溫恒壓條件下，乙苯可能會(huì)裂解產(chǎn)生積碳覆蓋在催化劑的表面，使催化劑“中毒”。因此在原料氣中通入水蒸氣的目的是

消除積碳

消除積碳

、

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

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

。
③在溫度為550℃，總壓恒定為3p的密閉容器中通入體積比為2：1的乙苯（g）和H₂O（g）混合氣體發(fā)生反應(yīng)，達(dá)到平衡時(shí)乙苯的轉(zhuǎn)化率為α，計(jì)算反應(yīng)的壓強(qiáng)平衡常數(shù)K_p=

6

α

2

p

（

1

-

α

）

（

3

+

2

α

）

6

α

2

p

（

1

-

α

）

（

3

+

2

α

）

。
④乙苯脫氫制苯乙烯的反應(yīng)往往伴隨著副反應(yīng)，生成苯、甲苯和聚苯乙烯等。在一定溫度和壓強(qiáng)下，為了提高苯乙烯的選擇性，應(yīng)當(dāng)

選擇合適的催化劑

選擇合適的催化劑

。
（2）工業(yè)上利用CO₂氧化乙苯制苯乙烯，其原理為：反應(yīng)II：C₆H₅-CH₂CH₃（g）+CO₂?C₆H₅-CH=CH₂（g）+CO+H₂O（g）ΔH₂=158.7kJ/mol
①相同反應(yīng)條件下，采用CO₂替代水蒸氣進(jìn)行乙苯脫氫反應(yīng)，苯乙烯生產(chǎn)能耗有效降低，而且乙苯轉(zhuǎn)化率也明顯提高。請(qǐng)利用平衡原理分析乙苯轉(zhuǎn)化率提高的原因。

二氧化碳能消耗反應(yīng)Ⅰ產(chǎn)生的氫氣，使乙苯脫氫反應(yīng)的化學(xué)平衡正向移動(dòng)，乙苯轉(zhuǎn)化率升高

二氧化碳能消耗反應(yīng)Ⅰ產(chǎn)生的氫氣，使乙苯脫氫反應(yīng)的化學(xué)平衡正向移動(dòng)，乙苯轉(zhuǎn)化率升高

。
②在常壓下，

n

（

乙苯

）

n

（

C

O

2

）

分別為a、b、c時(shí)，乙苯平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的關(guān)系如圖所示：

則a、b、c的大小關(guān)系為

c＞b＞a

c＞b＞a

。