Question

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y_a=_______%

Answer 1

（1）II（2分）
（2）bc（2分） 
（3）b（1分）；c（1分）
（4）18．75（2分）

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y_a=3/7÷（4-4×3/7）=0．1875