Question

10．工業(yè)上以乙苯催化脫氫制取苯乙烯的反應(yīng)如下：
（g）$\stackrel{催化劑}{?}$ （g）+H₂（g）
現(xiàn)將x mol乙苯蒸氣通入體積可變的密閉容器中反應(yīng)，維持體系總壓強(qiáng)p_總恒定．在某催化劑作用下，乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化如圖所示．
已知：氣體分壓（p_分）=氣體總壓（p_總）×體積分?jǐn)?shù)．
不考慮副反應(yīng)，下列說法正確的是（　�。�

• A． 400℃時(shí)，向體系中通入水蒸氣，v（正）、v（逆） 均減小，且乙苯轉(zhuǎn)化率降低
• B． 500℃時(shí)，向體系中通入乙苯、苯乙烯、氫氣各0.1x mol，平衡不移動(dòng)
• C． 550℃時(shí)，用平衡分壓代替平衡濃度表示的化學(xué)平衡常數(shù)K_p=$\frac{9}{16}$×p_總
• D． 550℃時(shí)平衡體系中苯乙烯的體積分?jǐn)?shù)是450℃時(shí)的3倍

Answer 1

分析 A、向體積可變的密閉容器中通入水蒸氣，導(dǎo)致反應(yīng)體系體積變大，反應(yīng)物和生成的濃度都減小，v（正）、v（逆） 均減小，相當(dāng)于減小壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)；
B、向體系中通入乙苯、苯乙烯、氫氣各0.1x mol，相當(dāng)于減小壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)；
C、由圖可知550℃時(shí)，乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率為：60%，應(yīng)用三行式，結(jié)合氣體分壓（p_分）=氣體總壓（p_總）×體積分?jǐn)?shù)；
D、由圖可知550℃時(shí)平衡體系中苯乙烯的轉(zhuǎn)化率率為：60%，450℃時(shí)平衡體系中苯乙烯的轉(zhuǎn)化率率為：20%．

解答 解：A、向體積可變的密閉容器中通入水蒸氣，導(dǎo)致反應(yīng)體系體積變大，反應(yīng)物和生成的濃度都減小，v（正）、v（逆） 均減小，相當(dāng)于減小壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，所以乙苯轉(zhuǎn)化率升高，故A錯(cuò)誤；
B、向體系中通入乙苯、苯乙烯、氫氣各0.1x mol，相當(dāng)于減小壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，而不是不移動(dòng)，故B錯(cuò)誤；
C、由圖可知500℃時(shí)，乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率為：60%，應(yīng)用三行式，
   （g）$\stackrel{催化劑}{?}$ （g）+H₂（g）
初起量：x mol                       0                0
變化量：0.6xmol                   0.6xmol         0.6xmol
平衡量：0.4xmol                   0.6xmol         0.6xmol
所以K=$\frac{（\frac{0.6}{1.6}{×p}_{總}(cāng)）^{2}}{\frac{0.4}{1.6}×{p}_{總}(cāng)}$=$\frac{9}{16}$×p_總，故C正確；
D、由圖可知550℃時(shí)平衡體系中苯乙烯的轉(zhuǎn)化率率為：60%，450℃時(shí)平衡體系中苯乙烯的轉(zhuǎn)化率率為：20%，所以550℃時(shí)平衡體系中苯乙烯的體積分?jǐn)?shù)是450℃時(shí)的2倍，故D錯(cuò)誤；
故選C．

點(diǎn)評(píng) 本題考查較綜合，涉及平衡常數(shù)的計(jì)算、轉(zhuǎn)化率的計(jì)算等知識(shí)點(diǎn)，側(cè)重考查計(jì)算、基本理論，會(huì)利用三段式法進(jìn)行分析解答，題目難度不大．