稿件来源:高途
高中 | 转化率、产率题目答案及解析如下,仅供参考!
选修四
第二章 化学反应速率和化学平衡
第三节 化学平衡
转化率、产率
苯乙烯是重要的有机化工原料,工业上用乙苯催化脱氢时发生如下反应:
反应Ⅰ:$\rm C_{6}H_{5}C_{2}H_{5}(g)\rightleftharpoons \rm C_{6}H_{5}CH=CH_{2}(g)+H_{2}(g)$$\qquad\Delta H\gt0$
反应Ⅱ:$\rm C_{6}H_{5}C_{2}H_{5}(g)+H_{2}(g)\rightleftharpoons \rm C_{6}H_{5}CH_{3}(g)+CH_{4}(g)$$\qquad\Delta H\lt0$
反应Ⅲ:$\rm C_{6}H_{5}C_{2}H_{5}(g)\rightleftharpoons \rm C_{6}H_{6}(g)+C_{2}H_{4}(g)$$\qquad\Delta H\gt0$
将$\rm 1$ $\rm mol$乙苯和$\rm 6$ $\rm mol$水蒸气置于密闭容器中,保持$p=100$ $\rm kPa$,平衡时乙苯的转化率、苯和甲苯的选择性随温度的关系如图所示。苯乙烯、甲苯或苯的选择性$=\dfrac{n(苯乙烯)或n(甲苯)或n(苯)}{n(反应的乙苯)}\rm \times 100\%$。
下列说法正确的是$(\qquad)$
曲线$\\rm a$代表的是苯的选择性
","$\\rm 620$ $\\rm ^\\circ\\rm C$达平衡时,容器中$\\rm H_{2}$的物质的量为$\\rm 0.664$ $\\rm mol$
","$\\rm 600\\sim 640$ $\\rm ^\\circ\\rm C$时,容器中苯乙烯平衡时的物质的量随温度升高变化不大
","其他条件不变,$\\rm 620$ $\\rm ^\\circ\\rm C$时起始向容器中只充入$\\rm 1$ $\\rm mol$乙苯,平衡时乙苯的转化率大于$\\rm 80\\%$
"]反应Ⅱ为放热反应,温度升高,平衡逆向移动,生成甲苯的物质的量减小,甲苯的选择性减小,则曲线$\rm a$代表甲苯选择性;反应Ⅲ为吸热反应,随着温度的升高,平衡正向移动,生成苯的物质的量增大,故曲线$\rm b$为苯的选择性,据此分析;
$\rm A$.根据分析可知,曲线$\rm a$代表的是甲苯的选择性,$\rm A$错误;
$\rm B$.$\rm 620$ $\rm ^\circ\rm C$达平衡时,达到平衡时,乙苯的转化率为$\rm 80\%$,苯的选择性为$\rm 3\%$,甲苯的选择性为$\rm 7\%$,反应开始时,乙苯的物质的量为$\rm 1\;\rm mol$,则反应消耗的乙苯的物质的量为$\rm 0.8\;\rm mol$,生成苯的物质的量为$\rm 0.024\;\rm mol$,生成甲苯的物质的量为$\rm 0.056\;\rm mol$,则转化生成苯乙烯所消耗乙苯的物质的量为$\rm 0.8\;\rm mol-0.024\;\rm mol-0.056\;\rm mol=0.72\;\rm mol$,则反应Ⅰ生成氢气的物质的量为$\rm 0.72\;\rm mol$,反应Ⅱ消耗氢气的物质的量为$\rm 0.056\;\rm mol$,则容器中氢气的物质的量为$\rm 0.72\;\rm mol-0.056\;\rm mol=0.664\;\rm mol$;$\rm B$正确;
$\rm C$.$\rm 600\sim 640$ $\rm ^\circ\rm C$时,乙苯的转化率增大,甲苯和苯的选择性之和变化不大,故容器中苯乙烯平衡时的物质的量随温度升高而增大,$\rm C$错误;
$\rm D$.其他条件不变,$\rm 620$ $\rm ^\circ\rm C$时起始向容器中只充入$\rm 1$ $\rm mol$乙苯,相当于增大压强,反应Ⅰ、Ⅲ逆向移动,平衡时乙苯的转化率小于$\rm 80\%$,$\rm D$错误;
故选:$\rm B$
高中 | 转化率、产率题目答案及解析(完整版)