Question

20．在两个固定体积均为1L密闭容器中以不同的氢碳化比[n（H₂）：n（CO₂）]充入H₂和CO₂，在一定条件下发生反应：2CO₂（g）+6H₂（g）?C₂H₄（g）+4H₂O（g）△H．CO₂的平衡转化率a（CO₂）与温度的关系如图所示．下列说法正确的是（　　）

• A． 该反应在高温下自发进行
• B． 氢碳比：X＜2.0
• C． 若起始时，CO₂、H₂、浓度分分别为0.5mol/L和1.0mol/L，则可得P点，对应温度的平衡常数的值为512
• D． 向处于P点状态的容器中，按2：4：1：4的比例再充入CO₂、H₂、C₂H₄、H₂O，再次平衡后a（CO₂）减小

Answer 1

分析 A．根据△H-T△S＜0反应自发进行分析；
B．氢碳比[$\frac{n（{H}_{2}）}{n（C{O}_{2}）}$]越大，二氧化碳的转化率越大；
C．由图可知，P点平衡时二氧化碳转化率为0.5，氢碳比[$\frac{n（{H}_{2}）}{n（C{O}_{2}）}$]=2，起始时氢气为1mol/L、二氧化碳为0.5mol/L，则二氧化碳浓度变化量为0.25mol/L，则：
                               2CO₂（g）+6H₂ （g）?C₂H₄（g）+4H₂O（g）
起始浓度（mol/L）：0.5            1                  0                    0
变化浓度（mol/L）：0.25         0.75              0.125               0.5
平衡浓度（mol/L）：0.25          0.25             0.125               0.5
代入平衡常数表达式K=$\frac{c（{C}_{2}{H}_{4}）×{c}^{4}（{H}_{2}O）}{{c}^{2}（C{O}_{2}）×{c}^{6}（{H}_{2}）}$计算；
D．P点平衡时，CO₂、H₂、C₂H₄、H₂O的浓度比值为2：2：1：4，按2：4：1：4的比例再充入CO₂、H₂、C₂H₄、H₂O，增大了氢气的浓度平衡正向移动．

解答 解：A．由图可知，随温度升高CO₂的平衡转化率减小，说明升高温度平衡逆向移动，则正反应为放热反应，故△H＜0，反应的熵变△S＜0，若△H-T△S＜0，则需在低温下进行，故A错误；
B．氢碳比[$\frac{n（{H}_{2}）}{n（C{O}_{2}）}$]越大，二氧化碳的转化率越大，故氢碳比：X＞2.0，故B错误；
C．由图可知，P点平衡时二氧化碳转化率为0.5，氢碳比[$\frac{n（{H}_{2}）}{n（C{O}_{2}）}$]=2，起始时氢气为1mol/L、二氧化碳为0.5mol/L，则二氧化碳浓度变化量为0.25mol/L，则：
                                 2CO₂（g）+6H₂ （g）?C₂H₄（g）+4H₂O（g）
起始浓度（mol/L）：0.5             1                 0                 0
变化浓度（mol/L）：0.25           0.75          0.125              0.5
平衡浓度（mol/L）：0.25           0.25          0.125              0.5
代入平衡常数表达式K=$\frac{c（{C}_{2}{H}_{4}）×{c}^{4}（{H}_{2}O）}{{c}^{2}（C{O}_{2}）×{c}^{6}（{H}_{2}）}$=$\frac{0．{5}^{4}×0.125}{0.2{5}^{2}×0.2{5}^{6}}$=512，故C正确；
D．P点平衡时，CO₂、H₂、C₂H₄、H₂O的浓度比值为2：2：1：4，按2：4：1：4的比例再充入CO₂、H₂、C₂H₄、H₂O，增大了氢气的浓度平衡正向移动，二氧化碳的转化率增大，即再次平衡后a（CO₂）增大，故D错误．
故选：C．

点评 本题考查化学平衡计算与影响因素、平衡常数、化学平衡图象等，侧重考查对图象的分析获取信息能力，难度中等，注意把握三段式在化学平衡计算中的应用方法，侧重于考查学生的分析能力和计算能力．