题目内容

【题目】某实验小组在T1温度下,向容积为1L的恒容密闭容器中,同时通入0.1mol CO(g)0.1mol H2O(g),发生反应:CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)Ha kJ·mol1。测得CO2的物质的量浓度随时间的变化关系如图所示:

T1温度下,某时刻另一实验小组测得反应容器中有关数据为c(CO)0.6 mol·L1c(H2O)1.6 mol·L1c(H2)0.4 mol·L1c(CO2)0.4 mol·L1,则该反应在下一时刻将_______ (向正反应方向进行”“向逆反应方向进行达到平衡”),判断依据是_____

【答案】向正反应方向进行 Q=,所以该反应向正反应方向进行

【解析】

结合图像和题目信息列出“三段式”,求出T1温度下的平衡常数,再比较某时刻的Qc的平衡常数的大小,判断反应进行的方向。

T1温度下,由图可知,10min时反应达到平衡,结合题目信息列出“三段式”,容器的体积为1L,有:

则该温度下,此反应的平衡常数K===T1温度下,某时刻,另一小组的反应的Qc=,则该反应向正反应方向移动,故答案为:向正反应方向进行;Qc=,所以该反应向正反应方向进行。

练习册系列答案
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【题目】2018年,美国退出了《巴黎协定》实行再工业化战略,而中国却加大了环保力度,生动诠释了我国负责任的大国形象。近年我国大力加强温室气体CO2催化氢化合成甲醇技术的工业化量产研究,实现可持续发展。

(1)已知:CO2(g)+H2(g)H2O(g) +CO(g) ΔH1 = + 41.1 kJmol-1

CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH2=90.0 kJmol-1

写出CO2催化氢化合成甲醇的热化学方程式:_______

(2)为提高CH3OH产率,理论上应采用的条件是_______(填字母)

a.高温高压 b.低温低压 c.高温低压 d.低温高压

(3)250℃、在恒容密闭容器中由CO2(g)催化氢化合成CH3OH(g),如图为不同投料比[n(H2)/n(CO2)]时某反应物X平衡转化率变化曲线。

反应物X_______(“CO2“H2”)

(4)250℃、在体积为2.0L的恒容密闭容器中加入6mol H22mol CO2和催化剂,10min时反应达到平衡,测得c(CH3OH) = 0.75 mol· L1

催化剂和反应条件与反应物转化率和产物的选择性有高度相关。控制相同投料比和相同反应时间,四组实验数据如下:

实验编号

温度(K)

催化剂

CO2转化率(%)

甲醇选择性(%)

A

543

Cu/ZnO纳米棒

12.3

42.3

B

543

Cu/ZnO纳米片

11.9

72.7

C

553

Cu/ZnO纳米棒

15.3

39.1

D

553

Cu/ZnO纳米片

12.0

70.6

根据上表所给数据,用CO2生产甲醇的最优选项为_______(填字母)

(5)已知气相直接水合法可以制取乙醇:H2O(g)+C2H4(g)CH3CH2OH(g)。当n(H2O)n(C2H4)=11时,乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系如图:

①图中压强p1p2p3p4的大小顺序为:_______,理由是:_______

②气相直接水合法采用的工艺条件为:磷酸/硅藻土为催化剂,反应温度290℃,压强6.9 MPan(H2O)n(C2H4)=0.61。该条件下乙烯的转化率为5%。若要进一步提高乙烯的转化率,除了可以适当改变反应温度和压强外,还可以采取的措施有______________

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