Question

4．工業上通過乙苯脫氫獲得苯乙烯：，乙苯脫氫反應的平衡常數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，在不同溫度下進行乙苯脫氫反應．

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

（　　）

• A． 乙苯脫氫反應是放熱反應
• B． 800℃下達到平衡時，苯乙烯的體積分數為40%
• C． 900℃下達到平衡時，乙苯的轉化率為50%
• D． 1 000℃下達到平衡時，H₂的濃度為0.075 mol•L^-1

Answer 1

分析 由表中數據可知，溫度越高，平衡常數越大，根據溫度對平衡移動設參加反應的影響分析；
設乙苯轉化了xmol/L           
                            ，
起始濃度（mol/L）：0.2                                0                                    0
轉化濃度（mol/L）：x                                   x                                    x
平衡濃度（mol/L）：0.2-x                             x                                     x
平衡常數K=$\frac{c（{H}_{2}）×c（苯乙烯）}{c（乙苯）}$，結合不同溫度下的平衡常數計算．

解答 解：A．由表中數據可知，溫度越高，平衡常數越大，說明升高溫度平衡向正方向移動，則正方向為吸熱反應，故A錯誤；
B．800℃時，K=4.71×10^-2，設乙苯轉化率xmol/L 
                          ，
起始濃度（mol/L）：0.2                                   0                             0
轉化濃度（mol/L）：x                                      x                             x
平衡濃度（mol/L）：0.2-x                                x                             x
若苯乙烯的體積分數為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錯誤；
C、同理900℃，K=0.1，時，設乙苯轉化率xmol/L 則K=$\frac{{x}^{2}}{0.2-x}$=0.1，解得x=0.1，則乙苯的轉化率為$\frac{0.1}{0.2}×100%$=50%，故C正確；
D、同理1000℃時，K=2，若達到平衡時，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
則化學平衡常數K=$\frac{0.07{5}^{2}}{0.2-0.075}$≠2，故D錯誤；
故選C．

點評 本題的知識點為運用不同溫度下的平衡常數進行計算，題目難度不大，但是計算量較大，注意運用技巧，可以逆反思維計算．