美国Bay等工厂使用石油热裂解的副产物甲烷来制取氢气,其生产流程如下图:
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(1)此流程的第Ⅱ步反应为:CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g),该反应的化学平衡常数表达式为K=________;反应的平衡常数随温度的变化如下表。
| 温度/℃ | 400 | 500 | 830 | 1000 |
| 平衡常数K | 10 | 9 | 1 | 0.6 |
从上表可以推断:此反应是________(填“吸”“放”)热反应。
在830℃下,若开始时向恒容密闭容器中充入CO与H2O均为1 mol,则达到平衡后CO的转化率为__________。
(2)此流程的第
Ⅱ步反应CO(g)+H2O(g)
H2(g)+CO2(g),在830℃,以下表的物质的量(单位为mol)投入恒容反应器发生上述反应,其中反应开始时,向正反应方向进行的有__________(填实验编号)。
| 实验编号 | n(CO) | n(H2O) | n(H2) | n(CO2) |
| A | 1 | 5 | 2 | 3 |
| B | 2 | 2 | 1 | 1 |
| C | 0.5 | 2 | 1 | 1 |
(3)在一个不传热的固定容积的容器中,判断此流程的第Ⅱ步反应达到平衡的标志是________(填序号)。
①体系的压强不再发生变化 ②混合气体的密度不变
③混合气体的平均相对分子质量不变 ④各组分的物质的量浓度不再改变 ⑤体系的温度不再发生变化
⑥v(CO2正)=v(H2O逆)
(4)右图表示此流程的第Ⅱ步反应在时刻t1达到平衡、在时刻t2分别因改变某个条件而发生变化的情况:图中时刻t2发生改变的条件是__________(写出两种)。
为妥善处理氯甲烷生产企业的副产物CCl4,以减少其对臭氧层的破坏。化学家研究在催化剂作用下,通过下列反应:CCl4+H2
CHCl3+HCl使CCl4转
化为重要的化工原料氯仿(CHCl3)。此反应伴随有副反应,会生成CH2Cl2、CH3Cl
和CH4等。已知CCl4的沸点为77℃,CHCl3的沸点为61.2℃。
(1)在密闭容器中,该反应达到平衡状态后,测得如下数据(假设不考虑副反应)。
| 实验序号 | 温度℃ | 初始CCl4浓度(mol/L) | 初始H2浓度(mol/L) | CCl4的平衡转化率 |
| 1 | 110 | 0.8 | 1.2 | A |
| 2 | 110 | 1 | 1 | 50% |
| 3 | 100 | 1 | 1 | B |
①此反应的化学平衡常数表达式为________________,在110℃时平衡常数为____________。
②实验1中,CCl4的转化率A__________50%(填“大于”、“小于”或“等于”)。
③实验2中,10 h后达到平衡,H2的平均反应速率为__________。
④实验3中,B的值________(选填序号)。
A.等于50% B.大于50%
C.小于50% D.从本题资料无法判断
(2)120℃时,在相同条件的密闭容器中,分别进行H2的初始浓度为2 mol/L和4 mol/L的实验,测得反应消耗CCl4的百分率(x%)和生成物中CHCl3的百分含量(y%)随时间(t)的变化关系如图(图中实线是消耗CCl4的百分率变化曲线,虚线是产物中CHCl3的百分含量变化曲线)。
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①在图中的四条线中,表示H2起始浓度为2 mol/L的实验消耗CCl4的百分率变化曲线是________(选填序号)。
②根据上图曲线,氢气的起始浓度为________ mol/L时,有利于提高CCl4的平衡转化率和产物中CHCl3的百分含量。你判断的依据是____________________________________。