Question

4．工業(yè)上通過(guò)乙苯脫氫獲得苯乙烯：，乙苯脫氫反應(yīng)的平衡常數(shù)K如表所示；在體積為1 L的恒容密閉容器中充入0.2 mol乙苯蒸汽，在不同溫度下進(jìn)行乙苯脫氫反應(yīng)．

T/K	700	800	900	1 000	1 100
K	3.3×10-2	4.71×10-2	0.10	2.00	7.87

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• A． 乙苯脫氫反應(yīng)是放熱反應(yīng)
• B． 800℃下達(dá)到平衡時(shí)，苯乙烯的體積分?jǐn)?shù)為40%
• C． 900℃下達(dá)到平衡時(shí)，乙苯的轉(zhuǎn)化率為50%
• D． 1 000℃下達(dá)到平衡時(shí)，H₂的濃度為0.075 mol•L^-1

Answer 1

分析 由表中數(shù)據(jù)可知，溫度越高，平衡常數(shù)越大，根據(jù)溫度對(duì)平衡移動(dòng)設(shè)參加反應(yīng)的影響分析；
設(shè)乙苯轉(zhuǎn)化了xmol/L           
                            ，
起始濃度（mol/L）：0.2                                0                                    0
轉(zhuǎn)化濃度（mol/L）：x                                   x                                    x
平衡濃度（mol/L）：0.2-x                             x                                     x
平衡常數(shù)K=$\frac{c（{H}_{2}）×c（苯乙烯）}{c（乙苯）}$，結(jié)合不同溫度下的平衡常數(shù)計(jì)算．

解答 解：A．由表中數(shù)據(jù)可知，溫度越高，平衡常數(shù)越大，說(shuō)明升高溫度平衡向正方向移動(dòng)，則正方向?yàn)槲鼰岱磻?yīng)，故A錯(cuò)誤；
B．800℃時(shí)，K=4.71×10^-2，設(shè)乙苯轉(zhuǎn)化率xmol/L 
                          ，
起始濃度（mol/L）：0.2                                   0                             0
轉(zhuǎn)化濃度（mol/L）：x                                      x                             x
平衡濃度（mol/L）：0.2-x                                x                             x
若苯乙烯的體積分?jǐn)?shù)為40%，則$\frac{x}{0.2-x+x+x}$=0.4，解得x=0.13，此溫度的K=$\frac{c（{H}_{2}）×c（苯乙烯）}{c（乙苯）}$=$\frac{0.13×0.13}{0.2-0.13}$≠4.71×10^-2，故B錯(cuò)誤；
C、同理900℃，K=0.1，時(shí)，設(shè)乙苯轉(zhuǎn)化率xmol/L 則K=$\frac{{x}^{2}}{0.2-x}$=0.1，解得x=0.1，則乙苯的轉(zhuǎn)化率為$\frac{0.1}{0.2}×100%$=50%，故C正確；
D、同理1000℃時(shí)，K=2，若達(dá)到平衡時(shí)，H₂的濃度為0.075 mol•L^-1，則
                          ，
平衡濃度（mol/L）：0.2-0.075                              0.075                           0.075
則化學(xué)平衡常數(shù)K=$\frac{0.07{5}^{2}}{0.2-0.075}$≠2，故D錯(cuò)誤；
故選C．

點(diǎn)評(píng) 本題的知識(shí)點(diǎn)為運(yùn)用不同溫度下的平衡常數(shù)進(jìn)行計(jì)算，題目難度不大，但是計(jì)算量較大，注意運(yùn)用技巧，可以逆反思維計(jì)算．