Question

14．煤气化的一种方法是在气化炉中给煤炭加氢，发生的主要反应为：C（s）+2H₂（g）?CH₄（g）．在VL的容器中投入a mol碳（足量），同时通入2a molH₂，控制条件使其发生上述反应，实验测得碳的平衡转化率随压力及温度的变化关系如图所示．下列说法正确的是（　　）

• A． 上述正反应为吸热反应
• B． 在5MPa、800K时，该反应的平衡常数为$\frac{{V}^{2}}{{a}^{2}}$L²•mol^-2
• C． 在4MPa、1200K时，图中X点υ（H₂）_正＞υ（H₂）_逆
• D． 工业上维持6MPa 1000K而不采用10MPa1000K，主要是因为前者碳的转化率高

Answer 1

分析 A、温度越高碳的平衡转化率越大，所以平衡正向移动，由此分析热效应；
B、根据碳转化率为50%，结合三行式求平衡时各组分的浓度，然后代入平衡常数表达式计算求解；
C、根据X点反应的移动方向来确定正反应速率和逆反应速率的关系；
D、根据压强对反应速率以及平衡的移动的影响并结合生产实际来回答判断．

解答 解：A、由图观察，温度越高碳的平衡转化率越大，平衡正向移动，正反应为吸热反应，故A正确；
B、在5MPa、800K时，此时碳转化率为50%，
           C（s）+2H₂（g）?CH₄（g）
始量量：a         2 a
转化量：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错误；
C、由图观察，X点是未平衡时，反应正向进行，正反应速率大于逆反应速率，故C正确；
D、该选择的原因是两者转化率相差不大，但压强增大对设备要求高，能量需求大，故D错误．
故选AC．

点评 本题考查化学平衡有关问题，注意化学平衡状态的判断以及平衡常数的有关计算是解题的关键，难度中等．