题目内容

13．苯乙烯（C8H8）是生产各种塑料的重要单体，其制备原理是：
C8H10 （g）（乙苯）?C8H8 （g）（苯乙烯）+H2（g），
实际生产中常以高温水蒸气作为反应体系的稀释剂（水蒸气不参加反应），如图为乙苯的平衡转化率与水蒸气的用量、体系总压强的关系．下列说法正确的是（　　）
A．a点转化率为75%，若起始向1 L恒容容器中充入1 mol 乙苯，则平衡常数为2.25
B．b点转化率为50%，则混合气体中苯乙烯的体积分数为$\frac{1}{19}$
C．恒容时加入稀释剂能减小C8H10 （g）平衡转化率
D．b点和c点温度和压强相同，所以反应速率也相等

分析 A．计算乙苯的起始浓度以及乙苯的浓度变化量，利用三段式计算平衡时各组分的物质的量浓度，代入平衡常数表达式计算；
B．令开始投入乙苯的物质的量为1mol，计算参加反应的乙苯的物质的量，利用三段式计算平衡时各组分的物质的量，进而计算乙苯的体积分数；
C．恒容条件下，加入稀释剂水，不影响平衡移动；
D．体系总压强不变时，$\frac{n（水）}{n（乙苯）}$越大，反应各物质浓度越小，相当于反应体系减压．

解答 解：A．若起始向1 L恒容容器中充入1 mol 乙苯，乙苯起始浓度为1mol/L，平衡时乙苯的转化率为50%，则乙苯浓度变化量=1mol/L×75%=0.75mol/L，则：
             C6H5C2H5（g）?C6H5CH=CH2（g）+H2（g）
开始（mol/L）：1             0             0
变化（mol/L）：0.75           0.75         0.75
平衡（mol/L）：0.25           0.75         0.75
故平衡常数=$\frac{0.75×0.75}{0.25}$=2.25，故A正确；
B．令开始投入乙苯的物质的量为1mol，则水蒸气的物质的量为8mol，b点转化率为50%，则参加反应乙苯的物质的量=1mol×50%=0.5mol，则：
          C6H5C2H5（g）?C6H5CH=CH2（g）+H2（g）
开始（mol）：1             0             0
变化（mol）：0.5           0.5           0.5
平衡（mol）：0.5           0.5           0.5
故平衡时混合体系总物质的量=8mol+0.5mol+0.5mol+0.5mol=9.5mol，故混合气体中苯乙烯的体积分数=$\frac{0.5mol}{9.5mol}$=$\frac{1}{19}$，故B正确；
C．恒容条件下，加入稀释剂水，反应混合物的浓度不变，不影响平衡移动，C6H5C2H5平衡转化率不变，故C错误；
D．体系总压强不变时，c点$\frac{n（水）}{n（乙苯）}$值比b点大，故c点反应各物质浓度越小，相当于反应体系减压，c点反应速率比b小，故D错误，
故选AB．

点评 本题考查化学平衡及平衡常数计算、化学平衡图象等，为高频考点，侧重于学生的分析、计算能力的考查，注意恒压条件下加入稀释剂会使反应的各物质所占的分压降低（浓度降低），为易错题目．

练习册系列答案
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