高中 | 化学平衡常数 题目答案及解析

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选修四

第二章 化学反应速率和化学平衡

第三节 化学平衡

化学平衡常数

异丁醇催化脱水制备异丁烯主要涉及以下$\rm 2$个反应。研究一定压强下不同含水量的异丁醇在恒压反应器中的脱水反应,得到了异丁烯的平衡产率随温度的变化结果如图。

  $\quad \Delta {{H}_{1}}=+28\text{ kJ}/\text{mol}\quad {{K}_{1}}\left( 190\ {}^\circ \text{C} \right)={{10}^{4}}$

$\rm ($二聚异丁烯$\rm )$  $\quad \Delta {{H}_{2}}=-72\text{ kJ}/\text{mol}\quad {{K}_{2}}\left( 190\ {}^\circ \text{C} \right)=0.1$

下列说法不正确的是$(\quad\ \ \ \ )$

["

其他条件不变时,在催化剂的活性温度内,升高温度有利于异丁烯的制备

","

高于$\\rm 190$ $\\rm ^\\circ\\rm C$时,温度对异丁烯的平衡产率影响不大的原因是${{K}_{1}}\\gt {{10}^{4}}$${{K}_{2}}\\lt 0.1$

","

$\\rm 190$ $\\rm ^\\circ\\rm C$时,增大$n\\left( {{\\text{H}}_{2}}\\text{O} \\right):n\\rm ($异丁醇$\\rm )$,不利于反应①的进行

","

若只有异丁烯、水和二聚异丁烯生成,则初始物质浓度${{c}_{0}}$与流出物质浓度$c$之间存在:${{c}_{0}}\\rm ($异丁醇$)=c\\rm ($异丁烯$)+2c\\rm ($二聚异丁烯$)+c\\rm ($异丁醇$)$

"]
[["C"]]

$\rm A$.其他条件不变时,在催化剂的活性温度内,升高温度可以加快化学反应速率,同时反应①吸热,反应②放热,升高温度使反应①正向移动,使反应②逆向移动,都有利于异丁烯的制备,$\rm A$正确;

$\rm B$.化学平衡常数反映反应进行的程度,当温度高于$\rm 190$ $\rm ^\circ\rm C$时,${{K}_{1}}\gt {{10}^{4}}$${{K}_{2}}\lt 0.1$,由于${{K}_{1}}$远远大于${{K}_{2}}$,反应①几乎彻底进行,所以温度对异丁烯的平衡产率影响不大,$\rm B$正确;

$\rm C$$\rm 190$ $\rm ^\circ\rm C$时,增大$n\left( {{\text{H}}_{\text{2}}}\text{O} \right):n\rm ($异丁醇$\rm )$,由图知异丁烯的平衡产率在增加,即生成的异丁烯在增加,所以不利于反应②的进行,$\rm C$错误;

$\rm D$.由于反应①和②都是可逆反应,反应物不可能完全转化为生成物,所以根据碳原子守恒初始物质浓度${{c}_{0}}$与流出物质浓度$c$之间存在:${{c}_{0}}\rm ($异丁醇$)=c\rm ($异丁烯$)+2c\rm ($二聚异丁烯$)+\text{ }c\rm ($未反应的异丁醇$)$$\rm D$正确;

故选:$\rm C$

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