Question

14．煤氣化的一種方法是在氣化爐中給煤炭加氫，發生的主要反應為：C（s）+2H₂（g）?CH₄（g）．在VL的容器中投入a mol碳（足量），同時通入2a molH₂，控制條件使其發生上述反應，實驗測得碳的平衡轉化率隨壓力及溫度的變化關系如圖所示．下列說法正確的是（　　）

• A． 上述正反應為吸熱反應
• B． 在5MPa、800K時，該反應的平衡常數為$\frac{{V}^{2}}{{a}^{2}}$L²•mol^-2
• C． 在4MPa、1200K時，圖中X點υ（H₂）_正＞υ（H₂）_逆
• D． 工業上維持6MPa 1000K而不采用10MPa1000K，主要是因為前者碳的轉化率高

Answer 1

分析 A、溫度越高碳的平衡轉化率越大，所以平衡正向移動，由此分析熱效應；
B、根據碳轉化率為50%，結合三行式求平衡時各組分的濃度，然后代入平衡常數表達式計算求解；
C、根據X點反應的移動方向來確定正反應速率和逆反應速率的關系；
D、根據壓強對反應速率以及平衡的移動的影響并結合生產實際來回答判斷．

解答 解：A、由圖觀察，溫度越高碳的平衡轉化率越大，平衡正向移動，正反應為吸熱反應，故A正確；
B、在5MPa、800K時，此時碳轉化率為50%，
           C（s）+2H₂（g）?CH₄（g）
始量量：a         2 a
轉化量：0.25a   0.5a          0.25a
平衡量：0.75a   1.5a           0.25a
K=$\frac{\frac{0.25a}{V}}{（\frac{1.5a}{V}）^{2}}$=$\frac{V}{10a}$，故B錯誤；
C、由圖觀察，X點是未平衡時，反應正向進行，正反應速率大于逆反應速率，故C正確；
D、該選擇的原因是兩者轉化率相差不大，但壓強增大對設備要求高，能量需求大，故D錯誤．
故選AC．

點評 本題考查化學平衡有關問題，注意化學平衡狀態的判斷以及平衡常數的有關計算是解題的關鍵，難度中等．