Question

10．工业上以乙苯催化脱氢制取苯乙烯的反应如下：
（g）$\stackrel{催化剂}{?}$ （g）+H₂（g）
现将x mol乙苯蒸气通入体积可变的密闭容器中反应，维持体系总压强p_总恒定．在某催化剂作用下，乙苯的平衡转化率随温度变化如图所示．
已知：气体分压（p_分）=气体总压（p_总）×体积分数．
不考虑副反应，下列说法正确的是（　　）

• A． 400℃时，向体系中通入水蒸气，v（正）、v（逆） 均减小，且乙苯转化率降低
• B． 500℃时，向体系中通入乙苯、苯乙烯、氢气各0.1x mol，平衡不移动
• C． 550℃时，用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数K_p=$\frac{9}{16}$×p_总
• D． 550℃时平衡体系中苯乙烯的体积分数是450℃时的3倍

Answer 1

分析 A、向体积可变的密闭容器中通入水蒸气，导致反应体系体积变大，反应物和生成的浓度都减小，v（正）、v（逆） 均减小，相当于减小压强，平衡正向移动；
B、向体系中通入乙苯、苯乙烯、氢气各0.1x mol，相当于减小压强，平衡正向移动；
C、由图可知550℃时，乙苯的平衡转化率为：60%，应用三行式，结合气体分压（p_分）=气体总压（p_总）×体积分数；
D、由图可知550℃时平衡体系中苯乙烯的转化率率为：60%，450℃时平衡体系中苯乙烯的转化率率为：20%．

解答 解：A、向体积可变的密闭容器中通入水蒸气，导致反应体系体积变大，反应物和生成的浓度都减小，v（正）、v（逆） 均减小，相当于减小压强，平衡正向移动，所以乙苯转化率升高，故A错误；
B、向体系中通入乙苯、苯乙烯、氢气各0.1x mol，相当于减小压强，平衡正向移动，而不是不移动，故B错误；
C、由图可知500℃时，乙苯的平衡转化率为：60%，应用三行式，
   （g）$\stackrel{催化剂}{?}$ （g）+H₂（g）
初起量：x mol                       0                0
变化量：0.6xmol                   0.6xmol         0.6xmol
平衡量：0.4xmol                   0.6xmol         0.6xmol
所以K=$\frac{（\frac{0.6}{1.6}{×p}_{总}）^{2}}{\frac{0.4}{1.6}×{p}_{总}}$=$\frac{9}{16}$×p_总，故C正确；
D、由图可知550℃时平衡体系中苯乙烯的转化率率为：60%，450℃时平衡体系中苯乙烯的转化率率为：20%，所以550℃时平衡体系中苯乙烯的体积分数是450℃时的2倍，故D错误；
故选C．

点评 本题考查较综合，涉及平衡常数的计算、转化率的计算等知识点，侧重考查计算、基本理论，会利用三段式法进行分析解答，题目难度不大．