Question

14．在兩個固定容積均為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(zhuǎn)化率a（CO₂）與溫度的關系如圖所示．下列說法正確的是（　�。�

• A． 該反應在高溫下自發(fā)進行
• B． X的氫碳比X＞2.0，且Q點在氫碳比為2.0時v_（正）＜v_（逆）
• C． 若起始時，CO₂、H₂濃度分別為0.5mol/L和1.0mol/L，則可得到P點，對應溫度的平衡常數(shù)的值為512
• D． 向處于P點狀態(tài)的容器中，按2：4：1：4的比例再充入CO₂、H₂、C₂H₄、H₂O，再次平衡后a（CO₂）減小

Answer 1

分析 A．由圖象可知溫度升高CO₂的轉(zhuǎn)化率降低，說明平衡逆向移動，則△H＜0，結合△H-T•△S＜0能自發(fā)進行判斷；
B．在氫碳比為2.0時，P點達平衡，Q點未達平衡，此時二氧化碳的轉(zhuǎn)化率比平衡時小，說明此時要繼續(xù)轉(zhuǎn)化更多的二氧化碳，反應向正方向移動；
C．若起始時，CO₂、H₂濃度分別為0.5mol/L和1.0mol/L，此時二氧化碳的轉(zhuǎn)化率為50%，計算各物質(zhì)的平衡濃度，可計算平衡常數(shù)；
D．按2：4：1：4的比例再充入CO₂、H₂、C₂H₄、H₂O，相當于再按照4：10充入CO₂、H₂，氫碳比大于2．

解答 解：A．由圖象可知溫度升高CO₂的轉(zhuǎn)化率降低，說明平衡逆向移動，則△H＜0，由△S＜0可知，則高溫下△H-T•△S＞0，不能自發(fā)進行，故A錯誤；
B．在氫碳比為2.0時，P點達平衡，Q點未達平衡，此時二氧化碳的轉(zhuǎn)化率比平衡時小，說明此時要繼續(xù)轉(zhuǎn)化更多的二氧化碳，反應向正方向移動，則正反應速率大于逆反應速率，故B錯誤；
C．     2CO₂（g）+6H₂ （g）?C₂H₄（g）+4H₂O（g）
起始    0.5             1                   0                 0
轉(zhuǎn)化    0.25           0.75               0.125           0.5
平衡    0.25            0.25              0.125           0.5
K=$\frac{0.125×0．{5}^{4}}{0.2{5}^{2}×0.2{5}^{6}}$=512，故C正確；
D．按2：4：1：4的比例再充入CO₂、H₂、C₂H₄、H₂O，相當于再按照4：10充入CO₂、H₂，氫碳比大于2，則次平衡后a（CO₂）增大，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，為高頻考點和常見題型，側(cè)重考查對圖象的分析獲取信息能力，有一定難度．