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=_______%
(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。
科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解
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科目:高中化学 来源: 题型:
催化剂 |
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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正(CO2)=3v逆(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S1>S2 ,在上图中画出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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