Question

3．在兩個容積均為1L密閉容器中以不同的氫碳比[$\frac{n（{H}_{2}）}{n（C{O}_{2}）}$]充入H₂和CO₂，在一定條件下發(fā)生反應：2CO₂（g）+6H₂ （g）?C₂H₄（g）+4H₂O（g）△H．CO₂的平衡轉化率α（CO₂）與溫度的關系如圖所示．下列說法正確的是（　�。�

• A． 該反應的△H＞0
• B． 氫碳比：X＜2.0
• C． 在氫碳比為2.0時，Q點v_（逆）小于P點的v_（逆）
• D． P點溫度下，反應的平衡常數(shù)為512

Answer 1

分析 A．由圖可知，隨溫度升高CO₂的平衡轉化率減小，說明升高溫度平衡逆向移動，則正反應為放熱反應；
B．氫碳比[$\frac{n（{H}_{2}）}{n（C{O}_{2}）}$]越大，二氧化碳的轉化率越大；
C．相同溫度下，Q點二氧化碳轉化率小于平衡時的轉化率，說明Q點未到達平衡，反應向正反應進行；
D．由圖可知，P點平衡時二氧化碳轉化率為0.5，氫碳比[$\frac{n（{H}_{2}）}{n（C{O}_{2}）}$]=2，設起始時氫氣為2mol/L、二氧化碳為1mol/L，則二氧化碳濃度變化量為0.5mol/L，則：
               2CO₂（g）+6H₂ （g）?C₂H₄（g）+4H₂O（g）
起始濃度（mol/L）：1        2         0          0
變化濃度（mol/L）：0.5    1.5       0.25        1
平衡濃度（mol/L）：0.5      0.5       0.25        1
代入平衡常數(shù)表達式K=$\frac{c（{C}_{2}{H}_{4}）×{c}^{4}（{H}_{2}O）}{{c}^{2}（C{O}_{2}）×{c}^{6}（{H}_{2}）}$計算．

解答 解：A．由圖可知，隨溫度升高CO₂的平衡轉化率減小，說明升高溫度平衡逆向移動，升高溫度平衡向吸熱反應越大，則正反應為放熱反應，故△H＜0，故A錯誤；
B．氫碳比[$\frac{n（{H}_{2}）}{n（C{O}_{2}）}$]越大，二氧化碳的轉化率越大，故氫碳比：X＞2.0，故B錯誤；
C．相同溫度下，Q點二氧化碳轉化率小于平衡時的轉化率，說明Q點未到達平衡，反應向正反應進行，逆反應速率增大到平衡狀態(tài)P，故在氫碳比為2.0時，Q點v_（逆）小于P點的v_（逆），故C正確；
D．由圖可知，P點平衡時二氧化碳轉化率為0.5，氫碳比[$\frac{n（{H}_{2}）}{n（C{O}_{2}）}$]=2，設起始時氫氣為2mol/L、二氧化碳為1mol/L，則二氧化碳濃度變化量為0.5mol/L，則：
               2CO₂（g）+6H₂ （g）?C₂H₄（g）+4H₂O（g）
起始濃度（mol/L）：1        2         0         0
變化濃度（mol/L）：0.5    1.5       0.25       1
平衡濃度（mol/L）：0.5      0.5       0.25       1
平衡常數(shù)K=$\frac{c（{C}_{2}{H}_{4}）×{c}^{4}（{H}_{2}O）}{{c}^{2}（C{O}_{2}）×{c}^{6}（{H}_{2}）}$=$\frac{0.25×{1}^{4}}{0．{5}^{2}×0．{5}^{6}}$=64，故D錯誤，
故選：C．

點評 本題考查化學平衡計算與影響因素、平衡常數(shù)、化學平衡圖象等，側重考查對圖象的分析獲取信息能力，難度中等．