(共16分) I.体积为5 L的恒温、恒容密闭容器甲起始投入2 mol N2 3 mol H2经过10s达平衡,测得平衡时NH3的物质的量为0.8 mol。
II.容器乙起始投入a mol N2,b mol H2,维持恒温、恒压到平衡,测得平衡时NH3的物质的量为1.2 mol。两平衡温度相同、相同组分的体积分数都相同。
(1)容器甲10 s 内用H2表示的平均反应速率v(H2) = _____,达平衡时N2的转化率= ____。
(2)下列哪些情况表明容器乙已达平衡状态?( )
| A.容器乙的气体密度不再变化 | B.氢元素的质量不再变化 |
| C.氮气的生成速率等于氨气的消耗速率 | D.断裂1 mol N≡N键同时断裂6 mol N—H键 |
(4) a = _______________mol,b = ______________mol。
(5) 达平衡时乙容器的体积为_____________L。
(6)起始时容器乙是容器甲压强的_______________倍。
(8分)为了减少温室气体排放,目前工业上采用CO2与H2在CuO-ZnO/ZrO催化下反应制备重要化工原料CH3OH的工艺:CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g);⊿H<0。为了探究其反应原理进行如下实验,在2L密闭容器内250℃条件下,测得n(CO2)随时间的变化情况如下表:
| 时间(s) | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| n(CO2)(mol) | 0.40 | 0.35 | 0.31 | 0.3 | 0.3 | 0.3 |
(1)0~3 s内用H2表示的平均反应速率是 ,
(2)平衡时CO2的转化率是 。
(3)能说明反应已达平衡状态的是 。
A.υ(H2)=3υ(CO2) B.容器内压强保持不变
C.υ逆(CO2)=υ正(CH3OH) D.容器内密度保持不变
(4)能使该反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动的是 。(填序号)
A.及时分离出产物 B.适当升高温度
C.增大CO2浓度 D.选择适当的催化剂