Question

14．煤氣化的一種方法是在氣化爐中給煤炭加氫，發(fā)生的主要反應(yīng)為：C（s）+2H₂（g）?CH₄（g）．在VL的容器中投入a mol碳（足量），同時(shí)通入2a molH₂，控制條件使其發(fā)生上述反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)測得碳的平衡轉(zhuǎn)化率隨壓力及溫度的變化關(guān)系如圖所示．下列說法正確的是（　�。�

• A． 上述正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)
• B． 在5MPa、800K時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)為$\frac{{V}^{2}}{{a}^{2}}$L²•mol^-2
• C． 在4MPa、1200K時(shí)，圖中X點(diǎn)υ（H₂）_正＞υ（H₂）_逆
• D． 工業(yè)上維持6MPa 1000K而不采用10MPa1000K，主要是因?yàn)榍罢咛嫉霓D(zhuǎn)化率高

Answer 1

分析 A、溫度越高碳的平衡轉(zhuǎn)化率越大，所以平衡正向移動(dòng)，由此分析熱效應(yīng)；
B、根據(jù)碳轉(zhuǎn)化率為50%，結(jié)合三行式求平衡時(shí)各組分的濃度，然后代入平衡常數(shù)表達(dá)式計(jì)算求解；
C、根據(jù)X點(diǎn)反應(yīng)的移動(dòng)方向來確定正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率的關(guān)系；
D、根據(jù)壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)速率以及平衡的移動(dòng)的影響并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際來回答判斷．

解答 解：A、由圖觀察，溫度越高碳的平衡轉(zhuǎn)化率越大，平衡正向移動(dòng)，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，故A正確；
B、在5MPa、800K時(shí)，此時(shí)碳轉(zhuǎn)化率為50%，
           C（s）+2H₂（g）?CH₄（g）
始量量：a         2 a
轉(zhuǎn)化量：0.25a   0.5a          0.25a
平衡量：0.75a   1.5a           0.25a
K=$\frac{\frac{0.25a}{V}}{（\frac{1.5a}{V}）^{2}}$=$\frac{V}{10a}$，故B錯(cuò)誤；
C、由圖觀察，X點(diǎn)是未平衡時(shí)，反應(yīng)正向進(jìn)行，正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率，故C正確；
D、該選擇的原因是兩者轉(zhuǎn)化率相差不大，但壓強(qiáng)增大對(duì)設(shè)備要求高，能量需求大，故D錯(cuò)誤．
故選AC．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡有關(guān)問題，注意化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷以及平衡常數(shù)的有關(guān)計(jì)算是解題的關(guān)鍵，難度中等．