Question

15．工業(yè)上用乙烯水合法制取乙醇，其反應(yīng)為：C₂H₄（g）+H₂O（g）C₂H₅OH（g）△H=a kJ•mol^-1．將等物質(zhì)的量的C₂H₄（g）和H₂O（g）充入某裝置制取乙醇，乙烯的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度、壓強的變化關(guān)系如圖所示．（平衡時，可用氣體分壓代替平衡濃度計算平衡常數(shù)，氣體分壓=氣體總壓×體積分?jǐn)?shù)）

下列說法正確的是（　　）

• A． a大于0，P₁小于P₂
• B． M點H₂O（g）的轉(zhuǎn)化率為10%
• C． M點化學(xué)反應(yīng)速率大于N點
• D． 250℃時，用平衡分壓計算的化學(xué)平衡常數(shù) K_P=$\frac{9}{16}$

Answer 1

分析 A、溫度升高乙烯的轉(zhuǎn)化減小，平衡逆向移動，逆反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，正反應(yīng)是氣體體積減小的方向，增大壓強乙烯轉(zhuǎn)化率增大，由此分析解答；
B、因為等物質(zhì)的量的C₂H₄（g）和H₂O（g）充入，而且兩者的變化量相同，所以M點H₂O（g）的轉(zhuǎn)化率為20%；
C、P₁小于P₂，溫度相同，壓強越大反應(yīng)速率越快；
D、由圖可知，A點乙烯的平衡轉(zhuǎn)化率為20%，設(shè)起始量n（H₂O）=n（C₂H₄）=1mol，轉(zhuǎn)化的乙烯為0.2mol，則：
            C₂H₄（g）+H₂O（g）═C₂H₅OH（g）
起始量（mol）：1         1         0
轉(zhuǎn)化量（mol）：0.2       0.2       0.2
平衡量（mol）：0.8      0.8       0.2
壓強之比等于物質(zhì)的量之比．

解答 解：A、溫度升高乙烯的轉(zhuǎn)化減小，平衡逆向移動，逆反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，所以正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，則a小于0，正反應(yīng)是氣體體積減小的方向，增大壓強乙烯轉(zhuǎn)化率增大，所以P₁小于P₂，故A錯誤；
B、因為等物質(zhì)的量的C₂H₄（g）和H₂O（g）充入，而且兩者的變化量相同，所以M點H₂O（g）的轉(zhuǎn)化率為20%，故B錯誤；
C、P₁小于P₂，溫度相同，壓強越大反應(yīng)速率越快，所以M點化學(xué)反應(yīng)速率大于N點，故C正確；
D、由圖可知，A點乙烯的平衡轉(zhuǎn)化率為20%，設(shè)起始量n（H₂O）=n（C₂H₄）=1mol，轉(zhuǎn)化的乙烯為0.2mol，則：
             C₂H₄（g）+H₂O（g）═C₂H₅OH（g）
起始量（mol）：1        1          0
轉(zhuǎn)化量（mol）：0.2      0.2        0.2
平衡量（mol）：0.8      0.8        0.2
壓強之比等于物質(zhì)的量之比，則p（C₂H₄）=p（H₂O）=7.85MPa×$\frac{0.8}{1.8}$=7.85MPa×$\frac{4}{9}$，p（C₂H₅OH）=7.85MPa×$\frac{1}{9}$，則Kp=$\frac{p（{C}_{2}{H}_{5}OH）}{p（{C}_{2}{H}_{4}）×p（{H}_{2}O）}$=$\frac{7.85MPa×\frac{1}{9}}{7.85MPa×\frac{4}{9}×7.85MPa×\frac{4}{9}}$=0.072MPa^-1，故D錯誤；
故選C．

點評 本題考查了壓強對平衡移動的影響、平衡常數(shù)的計算等知識，綜合性非常強，該題是高考中的常見題型，屬于中等難度較大，側(cè)重于學(xué)生分析問題、解決問題、知識遷移能力的培養(yǎng)．