Question

20．在兩個固定體積均為1L密閉容器中以不同的氫碳化比[n（H₂）：n（CO₂）]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． 氫碳比：X＜2.0
• C． 若起始時，CO₂、H₂、濃度分分別為0.5mol/L和1.0mol/L，則可得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．根據(jù)△H-T△S＜0反應自發(fā)進行分析；
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．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，起始時氫氣為1mol/L、二氧化碳為0.5mol/L，則二氧化碳濃度變化量為0.25mol/L，則：
                               2CO₂（g）+6H₂ （g）?C₂H₄（g）+4H₂O（g）
起始濃度（mol/L）：0.5            1                  0                    0
變化濃度（mol/L）：0.25         0.75              0.125               0.5
平衡濃度（mol/L）：0.25          0.25             0.125               0.5
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；
D．P點平衡時，CO₂、H₂、C₂H₄、H₂O的濃度比值為2：2：1：4，按2：4：1：4的比例再充入CO₂、H₂、C₂H₄、H₂O，增大了氫氣的濃度平衡正向移動．

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，則正反應為放熱反應，故△H＜0，反應的熵變△S＜0，若△H-T△S＜0，則需在低溫下進行，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．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，起始時氫氣為1mol/L、二氧化碳為0.5mol/L，則二氧化碳濃度變化量為0.25mol/L，則：
                                 2CO₂（g）+6H₂ （g）?C₂H₄（g）+4H₂O（g）
起始濃度（mol/L）：0.5             1                 0                 0
變化濃度（mol/L）：0.25           0.75          0.125              0.5
平衡濃度（mol/L）：0.25           0.25          0.125              0.5
代入平衡常數(shù)表達式K=$\frac{c（{C}_{2}{H}_{4}）×{c}^{4}（{H}_{2}O）}{{c}^{2}（C{O}_{2}）×{c}^{6}（{H}_{2}）}$=$\frac{0．{5}^{4}×0.125}{0.2{5}^{2}×0.2{5}^{6}}$=512，故C正確；
D．P點平衡時，CO₂、H₂、C₂H₄、H₂O的濃度比值為2：2：1：4，按2：4：1：4的比例再充入CO₂、H₂、C₂H₄、H₂O，增大了氫氣的濃度平衡正向移動，二氧化碳的轉化率增大，即再次平衡后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，側重考查對圖象的分析獲取信息能力，難度中等，注意把握三段式在化學平衡計算中的應用方法，側重于考查學生的分析能力和計算能力．