Question

10．工業上以乙苯催化脫氫制取苯乙烯的反應如下：
（g）$\stackrel{催化劑}{?}$ （g）+H₂（g）
現將x mol乙苯蒸氣通入體積可變的密閉容器中反應，維持體系總壓強p_總恒定．在某催化劑作用下，乙苯的平衡轉化率隨溫度變化如圖所示．
已知：氣體分壓（p_分）=氣體總壓（p_總）×體積分數．
不考慮副反應，下列說法正確的是（　�。�

• A． 400℃時，向體系中通入水蒸氣，v（正）、v（逆） 均減小，且乙苯轉化率降低
• B． 500℃時，向體系中通入乙苯、苯乙烯、氫氣各0.1x mol，平衡不移動
• C． 550℃時，用平衡分壓代替平衡濃度表示的化學平衡常數K_p=$\frac{9}{16}$×p_總
• D． 550℃時平衡體系中苯乙烯的體積分數是450℃時的3倍

Answer 1

分析 A、向體積可變的密閉容器中通入水蒸氣，導致反應體系體積變大，反應物和生成的濃度都減小，v（正）、v（逆） 均減小，相當于減小壓強，平衡正向移動；
B、向體系中通入乙苯、苯乙烯、氫氣各0.1x mol，相當于減小壓強，平衡正向移動；
C、由圖可知550℃時，乙苯的平衡轉化率為：60%，應用三行式，結合氣體分壓（p_分）=氣體總壓（p_總）×體積分數；
D、由圖可知550℃時平衡體系中苯乙烯的轉化率率為：60%，450℃時平衡體系中苯乙烯的轉化率率為：20%．

解答 解：A、向體積可變的密閉容器中通入水蒸氣，導致反應體系體積變大，反應物和生成的濃度都減小，v（正）、v（逆） 均減小，相當于減小壓強，平衡正向移動，所以乙苯轉化率升高，故A錯誤；
B、向體系中通入乙苯、苯乙烯、氫氣各0.1x mol，相當于減小壓強，平衡正向移動，而不是不移動，故B錯誤；
C、由圖可知500℃時，乙苯的平衡轉化率為：60%，應用三行式，
   （g）$\stackrel{催化劑}{?}$ （g）+H₂（g）
初起量：x mol                       0                0
變化量：0.6xmol                   0.6xmol         0.6xmol
平衡量：0.4xmol                   0.6xmol         0.6xmol
所以K=$\frac{（\frac{0.6}{1.6}{×p}_{總}）^{2}}{\frac{0.4}{1.6}×{p}_{總}}$=$\frac{9}{16}$×p_總，故C正確；
D、由圖可知550℃時平衡體系中苯乙烯的轉化率率為：60%，450℃時平衡體系中苯乙烯的轉化率率為：20%，所以550℃時平衡體系中苯乙烯的體積分數是450℃時的2倍，故D錯誤；
故選C．

點評 本題考查較綜合，涉及平衡常數的計算、轉化率的計算等知識點，側重考查計算、基本理論，會利用三段式法進行分析解答，題目難度不大．