Question

16．乙烯氣相直接水合反應(yīng)，在其他條件相同時(shí)，分別測(cè)得C₂H₄的平衡轉(zhuǎn)化率在不同壓強(qiáng)（P₁、P₂）下隨溫度變化的曲線如圖．結(jié)合曲線歸納平衡轉(zhuǎn)化率
-T曲線變化規(guī)律：
（a）其他條件相同，溫度升高，C₂H₄的平衡轉(zhuǎn)化率降低；
（b）其他條件相同，增大壓強(qiáng)，C₂H₄的平衡轉(zhuǎn)化率增大；
（1）若要進(jìn)一步提高乙烯的轉(zhuǎn)化率，可以采取的措施有BD．
A．增大乙烯的濃度  B．分離出乙醇  C．加催化劑  D．縮小容器體積
（2）已知乙酸是一種重要的化工原料，該反應(yīng)所用的原理與工業(yè)合成乙酸的原理類似；常溫下，將amolCH₃COONa溶于水配成溶液，向其中滴加等體積的bmol•L^-1的鹽酸使溶液呈中性（不考慮醋酸和鹽酸的揮發(fā)），用含a和b的代數(shù)式表示醋酸的電離常數(shù)Ka=$\frac{10{\;}^{-7}（a-b）}$
（3）已知t℃時(shí)，反應(yīng)FeO（s）+CO（g）?Fe（s）+CO₂（g）的平衡常數(shù)K=0.25．
①t℃時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)n（CO）：n（CO₂）=4：1．
②若在1L密閉容器中加入0.02mol FeO（s），t℃時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡．此時(shí)FeO（s）轉(zhuǎn)化率為50%，則通入CO的物質(zhì)的量為0.05mol．

Answer 1

分析 由圖象根據(jù)升溫和增壓分別判斷C₂H₄的平衡轉(zhuǎn)化率變化；
（1）提高乙烯的轉(zhuǎn)化率，可以使平衡正向移動(dòng)，但不能增加乙烯的量；
（2）根據(jù)鹽酸和醋酸鈉之間反應(yīng)生成氯化鈉和醋酸，溶液顯示中性，所以醋酸鈉會(huì)剩余，c（H⁺）=c（OH^-）=10^-7mol/L，又c（Cl^-）=0.5bmol/L，根據(jù)電荷守恒c（CH₃COO^-）+c（Cl^-）=c（Na⁺）=0.5amol/L，所以c（CH₃COO^-）=（0.5a-0.5b）mol/L結(jié)合平衡常數(shù)K_a=$\frac{c（CH{\;}_{3}COO{\;}^{-}）•c（H{\;}^{+}）}{c（CH{\;}_{3}COOH）}$計(jì)算；
（3）①根據(jù)平衡常數(shù)K=$\frac{c（CO{\;}_{2}）}{c（CO）}$代入進(jìn)行計(jì)算；
②根據(jù)三段式數(shù)據(jù)結(jié)合K=$\frac{c（CO{\;}_{2}）}{c（CO）}$進(jìn)行列方程計(jì)算．

解答 解：（a）由圖象可知，升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，C₂H₄的平衡轉(zhuǎn)化率降低，
故答案為：其他條件相同，溫度升高，C₂H₄的平衡轉(zhuǎn)化率降低；
（b）反應(yīng)C₂H₄ （g）+H₂O（g）?C₂H₅OH（g）為氣體體積減小的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，C₂H₄的平衡轉(zhuǎn)化率增大，
故答案為：其他條件相同，增大壓強(qiáng)，C₂H₄的平衡轉(zhuǎn)化率增大；
（1）A．增大乙烯的濃度，乙烯的轉(zhuǎn)化率減小，故A錯(cuò)誤；
B．分離出乙醇，平衡正向移動(dòng)，乙烯的轉(zhuǎn)化率增大，故B正確；
C．加催化劑，不影響化學(xué)平衡，乙烯的轉(zhuǎn)化率不變，故C錯(cuò)誤；
D．縮小容器體積，即增大壓強(qiáng)，C₂H₄的平衡轉(zhuǎn)化率增大，故D正確；
故答案為：BD；
（2）鹽酸和醋酸鈉之間反應(yīng)生成氯化鈉和醋酸，溶液顯示中性，所以醋酸鈉會(huì)剩余，c（H⁺）=c（OH^-）=10^-7mol/L，又c（Cl^-）=0.5bmol/L，根據(jù)電荷守恒c（CH₃COO^-）+c（Cl^-）=c（Na⁺）=0.5amol/L，所以c（CH₃COO^-）=（0.5a-0.5b）mol/L，
醋酸的電離常數(shù)K_a=$\frac{c（CH{\;}_{3}COO{\;}^{-}）•c（H{\;}^{+}）}{c（CH{\;}_{3}COOH）}$=$\frac{\frac{a-b}{2}×10{\;}^{-7}}{\frac{2}}$=$\frac{10{\;}^{-7}（a-b）}$，故答案為：$\frac{10{\;}^{-7}（a-b）}$；
（3）①K=$\frac{c（CO{\;}_{2}）}{c（CO）}$，平衡常數(shù)K=0.25，n（CO）：n（CO₂）=$\frac{1}{0.25}$，即n（CO）：n（CO₂）=4：1，故答案為：4：1；
②通入x mol CO，t℃時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡．此時(shí)FeO（s）轉(zhuǎn)化率為50%，即反應(yīng)的FeO為0.02mol×50%=0.01mol，則
FeO（s）+CO（g）?Fe（s）+CO₂（g）
起始時(shí)物質(zhì)的量（mol） 0.02 x 0 0
變化的物質(zhì)的量（mol） 0.02×50% 0.01 0.01 0.01
平衡時(shí)物質(zhì)的量（mol） 0.01 x-0.01 0.01 0.01
根據(jù)平衡常數(shù)K=$\frac{c（CO{\;}_{2}）}{c（CO）}$=$\frac{0.01}{x-0.01}$=0.25，解得x=0.05，
故答案為：0.05mol．

點(diǎn)評(píng) 本題考查較綜合，涉及化學(xué)平衡計(jì)算、化學(xué)平衡移動(dòng)影響因素等，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重分析能力及計(jì)算能力的考查，把握化學(xué)反應(yīng)原理及圖象、流程的分析為解答的關(guān)鍵，題目難度中等．