Question

以CO₂ 為碳源制取低碳有機(jī)物成為國際研究焦點(diǎn)，現(xiàn)以生產(chǎn)乙醇為研究對象，在密閉容器中，按CO₂ 與H₂ 的物質(zhì)的量之比1：3進(jìn)行投料，發(fā)生反應(yīng)2CO₂（g）+6H₂ （g）?CH₃CH₂OH（g）+3H₂O（g）△H＜0．在5MPa下測得不同溫度下平衡體系中各種物質(zhì)的體積分?jǐn)?shù)（V%）如圖所示，下列說法正確的是（　�。�

• A、表示CH₃CH₂OH組分的曲線是Ⅳ
• B、圖中曲線交點(diǎn)a對應(yīng)的CO₂轉(zhuǎn)化率為40%
• C、圖中曲線交點(diǎn)a、b對應(yīng)的上述反應(yīng)平衡常數(shù)：K_a＞K_b
• D、若甲乙兩個密閉容器起始是的容積，溫度及投料方式均相同，甲：恒溫恒壓，乙：恒溫恒容，反應(yīng)達(dá)平衡時CH₃CH₂OH產(chǎn)率：甲＜乙

Answer 1

考點(diǎn)：體積百分含量隨溫度、壓強(qiáng)變化曲線

專題：

分析：反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度平衡向吸熱反應(yīng)方向移動，即向逆反應(yīng)移動，平衡時CO₂與H₂的含量增大，開始CO₂ 與H₂ 的物質(zhì)的量之比1：3進(jìn)行，平衡時H₂的含量是CO₂的含量三倍，平衡時H₂的含量比二氧化碳高；平衡時CH₃CH₂OH與H₂O的含量降低，CH₃CH₂OH與H₂O按1：3反應(yīng)，平衡時H₂O的含量是CH₃CH₂OH含量的三倍，平衡時H₂O的含量高；A、反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動，則升高溫度CH₃CH₂OH含量減小，平衡時H₂O的含量是CH₃CH₂OH含量的三倍；
B、圖中曲線交點(diǎn)a為曲線ⅡH₂曲線ⅢH₂O平衡時相等，根據(jù)2CO₂（g）+6H₂ （g）?CH₃CH₂OH（g）+3H₂O（g）計算；
C、因為平衡常數(shù)僅與溫度有關(guān)，據(jù)此判斷；
D、根據(jù)2CO₂（g）+6H₂ （g）?CH₃CH₂OH（g）+3H₂O（g），隨著反應(yīng)進(jìn)行，體積減小，所以甲：恒溫恒壓，乙：恒溫恒容，甲相對于乙在減小體積即增大壓強(qiáng)，平衡向正反應(yīng)方向移動，所以反應(yīng)達(dá)平衡時CH₃CH₂OH產(chǎn)率：甲＞乙．

解答： 解：該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度平衡向逆反應(yīng)移動，平衡時CO₂與H₂的含量增大，CH₃CH₂OH與H₂O的含量降低．開始CO₂ 與H₂ 的物質(zhì)的量之比1：3進(jìn)行，平衡時H₂的含量是CO₂的含量三倍；CH₃CH₂OH與H₂O按1：3反應(yīng)，平衡時H₂O的含量是CH₃CH₂OH含量的三倍．
曲線Ⅰ、曲線Ⅱ隨溫度升高含量增大，且曲線Ⅰ的含量高，所以曲線Ⅰ表示CO₂CH₃CH₂OH、曲線Ⅱ表示H₂．
曲線Ⅲ、曲線Ⅳ隨溫度升高含量減小，且曲線Ⅲ的含量高，所以曲線Ⅲ表示H₂O、曲線Ⅳ表示CH₃CH₂OH．
A、反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動，則升高溫度CH₃CH₂OH含量減小，CO₂與H₂的含量升高，平衡時H₂O的含量是CH₃CH₂OH含量的三倍，符合條件的曲線為Ⅳ，故A正確；
B、圖中曲線交點(diǎn)a為曲線ⅡH₂曲線ⅢH₂O平衡時相等，根據(jù)2CO₂（g）+6H₂ （g）?CH₃CH₂OH（g）+3H₂O（g），則說明氫氣轉(zhuǎn)化

2

3

剩余

1

3

，生成水

1

3

，又CO₂ 與H₂ 的物質(zhì)的量之比1：3進(jìn)行投料，所以CO₂轉(zhuǎn)化率也為

2

3

，故B錯誤；
C、因為平衡常數(shù)僅與溫度有關(guān)，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度平衡向逆反應(yīng)移動，所以溫度越低，K越大，所以K_a＜K_b，故C錯誤；
D、根據(jù)2CO₂（g）+6H₂ （g）?CH₃CH₂OH（g）+3H₂O（g），隨著反應(yīng)進(jìn)行，體積減小，所以甲：恒溫恒壓，乙：恒溫恒容，甲相對于乙在減小體積即增大壓強(qiáng)，平衡向正反應(yīng)方向移動，所以反應(yīng)達(dá)平衡時CH₃CH₂OH產(chǎn)率：甲＞乙，故D錯誤；
故選：A．

點(diǎn)評：本題考查平衡移動原理、轉(zhuǎn)化率的計算、平衡常數(shù)的判斷等，難度中等，注意判斷曲線表示哪一物質(zhì)的體積分?jǐn)?shù)是關(guān)鍵，側(cè)重考查學(xué)生對圖象的分析與平衡移動的理解，難度較大．