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以CO2为碳源制取低碳有机物成为国际研究焦点,下面为CO2加氢制取乙醇的反应: 2CO2(g)+6H2(g) CH3CH2OH(g)+3H2O(g) -Q(Q>0)

在密闭容器中,按H2与CO2的物质的量之比为3:1进行投料,在5MPa下测得不同温度下平衡体系中各种物质的体积分数(y%)如下图所示。

完成下列填空:

(1)表示CH3CH2OH体积分数曲线的是_______(选填序号)

(2)在一定温度下反应达到平衡的标志是_______(选填编号)

a.平衡常数K不再增大

b.CO2的转化率不再增大

c.混合气体的平均相对分子质量不再改变 

d.反应物不再转化为生成物

(3)其他条件恒定,如果想提高CO2的反应速率,可以采取的反应条件是_______(选填编号);达到平衡后,能提高H2转化率的操作是_______(选填编号)

a.降低温度     b.充入更多的H2 

c.移去乙醇   d.增大容器体积

(4)图中曲线II和III的交点a对应的体积分数ya=_______%

 

【答案】

(1)II(2分)

(2)bc(2分) 

(3)b(1分);c(1分)

(4)18.75(2分)

【解析】

试题分析:(1)反应过程中反应物逐渐减少,生成物逐渐增多,变化量的关系符合化学计量数比值,故Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别为H2O、CH3CH2OH、H2、CO2(g) ;

(2)遵循“变量不变达平衡”,a、温度不变平衡常数不变,错误;b、转化率从0到最大,是变量,不变时达到平衡,正确;c、气体的质量不变,容器的体积不变,混合气体的密度是定值,错误;d、平衡是动态平衡,每种物质的生成速率和消耗速率相等,错误;

(3)提高反应物的转化率可以改变温度使平衡正向移动,或增加另一种反应物的浓度,或移去产物;降低温度平衡正向移动,增大容器体积即是减少压强平衡正向移动,均提高反应物的转化率。

(4)曲线II和III对应的物质为乙醇和氢气,

2CO2(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+3H2O(g)

始量    1       3               0           0

转化量  2x      6x              x           3x

平衡量 1-2x     3-6x             x           3x 

根据题意有 3-6x=x  x=3/7       故a对应的体积分数ya=3/7÷(4-4×3/7)=0.1875

考点:考查化学平衡移动原理及有关计算有关问题。

 

练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

以CO2为碳源制取低碳有机物成为国际研究焦点,下面为CO2加氢制取低碳醇的热力学数据:
反应I:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.0  kJ?mol-1
反应II:2CO2(g)+6H2(g)?CH3CH2OH(g)+3H2O(g)△H=-173.6kJ?mol-1
(1)写出由CH3CH2OH+
H2O
H2O
?2CH3OH的热化学方程式为:
CH3CH2OH(g)+H2O(g)=2CH3OH(g);△H=+75.6 kJ?mol-1
CH3CH2OH(g)+H2O(g)=2CH3OH(g);△H=+75.6 kJ?mol-1

(2)在一定条件下,对于反应I:在体积恒定的密闭容器中,达到平衡的标志是
bf
bf
(填字母)
a.CO2和CH3OH 浓度相等      b.H2O的百分含量保持不变
c.H2的平均反应速率为0       d.v(CO2)=3v(H2
e.混合气体的密度不再发生改变    f.混合气体的平均相对分子质量不再发生改变
如果平衡常数K值变大,该反应
ad
ad
(填字母)
a.一定向正反应方向移动    b.在平衡移动时正反应速率先增大后减小
c.一定向逆反应方向移动    d.在平衡移动时逆反应速率先减小后增大
其他条件恒定,如果想提高CO2的反应速率,可以采取的反应条件是
bd
bd
(填字母),达到平衡后,想提高H2转化率的是
ac
ac
(填字母)
a、降低温度     b、补充H2      c、移去甲醇   d、加入催化剂
(3)在密闭容器中,对于反应II中,研究员以生产乙醇为研究对象,在5MPa、m=n(H2)/n(CO2)=3时,测得不同温度下平衡体系中各种物质的体积分数(y%)如图1所示,则表示CH3CH2OH体积分数曲线的是
;表示CO2的体积分数曲线的是

(4)当质量一定时,增大固体催化剂的表面积可提高化学反应速率.如图2是反应:2NO(g)+2CO(g)?2CO2(g)+N2(g) 中NO的浓度随温度(T)、催化剂表面积(S)和时间(t)的变化曲线,若催化剂的表面积S1>S2,在图2中画出NO的浓度在T1、S2条件下达到平衡过程中的变化曲线,并注明条件.

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科目:高中化学 来源: 题型:

(2012?茂名二模)以CO2为碳源制取低碳有机物成为国际研究焦点,下面为CO2加氢制取低碳醇的热力学数据:
反应I:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.0  kJ?mol-1
反应II:2CO2(g)+6H2(g)?CH3CH2OH(g)+3H2O(g)△H=-173.6kJ?mol-1
(1)在密闭容器中,反应I在一定条件达到平衡后,为提高CO2的反应速率,可以采取的反应条件是
BD
BD

A、降低温度    B、补充H2   C、移去甲醇   D、加入催化剂
(2)写出由CH3OH(g)合成CH3CH2OH(g)的反应:2CH3OH(g)=CH3CH2OH(g)+H2O(g) 的反应热△H=
-75.6kJ?mol-1
-75.6kJ?mol-1

(3)研究员以生产乙醇为研究对象,在5MPa、n(H2)/n(CO2)=3时,测得不同温度下平衡体系中各种组成如图所示,表示CH3CH2OH组分的曲线是
I
I
;表示CO2组分的曲线是
III
III

(4)在5MPa将0.2mol CO2和0.6mol H2充入1L恒容密闭反应器,某温度下反应达平衡,CO2的转化率为50%,计算该条件下的该反应的平衡常数(结果保留两位有效数字).

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科目:高中化学 来源: 题型:

精英家教网以CO2为碳源制取低碳有机物成为国际研究焦点,下面为CO2加氢制取乙醇的反应:2CO2(g)+6H2(g)
催化剂
CH3CH2OH(g)+3H2O(g)-Q(Q>0)
在密闭容器中,按H2与CO2的物质的量之比为3:1进行投料,在5MPa下测得不同温度下平衡体系中各种物质的体积分数(y%)如图所示.完成下列填空:
(1)表示CH3CH2OH体积分数曲线的是
 
(选填序号)
(2)在一定温度下反应达到平衡的标志是
 
(选填编号)
a.平衡常数K不再增大
b.CO2的转化率不再增大
c.混合气体的平均相对分子质量不再改变
d.反应物不再转化为生成物
(3)其他条件恒定,如果想提高CO2的反应速率,可以采取的反应条件是
 
(选填编号);达到平衡后,能提高H2转化率的操作是
 
(选填编号)
a.降低温度  b.充入更多的H2 c.移去乙醇   d.增大容器体积
(4)图中曲线Ⅱ和Ⅲ的交点a对应的体积分数ya=
 
%

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科目:高中化学 来源:2013届河南省扶沟县高级中学高三第三次考试化学试卷(带解析) 题型:填空题

(11分)以CO2为碳源制取低碳有机物成为国际研究焦点,下面为CO2加氢制取低碳醇的热力学数据:
反应I: CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)           △H = —49.0  kJ·mol-1
反应II:2CO2(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+3H2O(g)      △H =" —173.6" kJ·mol-1
(1)写出由CH3CH2OH+_____2CH3OH的热化学方程式为:__________________。
(2)在一定条件下,对于反应I:在体积恒定的密闭容器中,达到平衡的标志是__  (填字母)
a.CO2和CH3OH 浓度相等     b.H2O的百分含量保持不变
c.H2的平均反应速率为0      d.v(CO2)=3v(H2) 
e.混合气体的密度不再发生改变   
f. 混合气体的平均相对分子质量不再发生改变 
如果平衡常数K值变大,该反应         (填字母)
a.一定向正反应方向移动    b.在平衡移动时正反应速率先增大后减小
c.一定向逆反应方向移动    d.在平衡移动时逆反应速率先减小后增大
其他条件恒定,如果想提高CO2的反应速率,可以采取的反应条件是     (填字母) ,
达到平衡后,想提高H2转化率的是_______________(填字母)
a、降低温度     b、补充H2      c、移去甲醇   d、加入催化剂
(3)在密闭容器中,对于反应II中,研究员以生产乙醇为研究对象,在5MPa、m= n(H2)/n(CO2)=3时,测得不同温度下平衡体系中各种物质的体积分数(y%)如图所示,则表示CH3CH2OH体积分数曲线的是      ;表示CO2的体积分数曲线的是       
  
(4)当质量一定时,增大固体催化剂的表面积可提高化学反应速率。上图是反应:2NO(g) + 2CO(g)2CO2(g)+ N2(g) 中NO的浓度随温度(T)、催化剂表面积(S)和时间(t)的变化曲线,若催化剂的表面积S1S2 ,在上图中画出NO的浓度在T1S2 条件下达到平衡过程中的变化曲线,并注明条件。

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