探究 CH3OH 合成反应化学平衡的影响因素,有利于提高CH3OH的产率。以CO2、H2 为原料合成CH3OH 涉及的主要反应如下:
Ⅰ.CO2( g )+3H2⇌CH3OH ( g )+H2O( g )△H1;K1
Ⅱ.CO ( g )+2H2( g )⇌СНЗOН( g )△H2;K2
Ш.CO ( g )+H2O ( g )=CO2( g )+H2( g )△H3;K3
回答下列问题:
(1)△H3=△H2-△H1△H2-△H1(用△H1、△H2表示);K3=K2K1K2K1 (用 K1,K2 表示)。
(2)反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ以物质的量分数表示的平衡常数 Kx 与温度 T 变化关系如图一所示。据图判断,△H1/△H2的数值范围是 CC (填标号)。
A.<-1
B.-1~0
C.0~1
D.>1

(3)一定条件下,只发生反应1,原料初始组成n(CO2)n(H2)=13,反应达到平衡时,体系的总压强为10 MPa,此时СНЗОН的物质的量分数为 x (СНЗОН)=0.1,用各物质的平衡分压表示总反应的平衡常数,表达式 Kp=p(H2O)•p(CH3OH)p3(H2)•p(CO2)p(H2O)•p(CH3OH)p3(H2)•p(CO2) (列出表达式);则CO2的转化率为 33.3%33.3%。
(4)不同压强下,按照 n(CO2)n(H2)=1:3投料,实验测定 СНЗОН的平衡产率( СНЗОН的平衡产率=n(CH3OH)平衡n(CO2)初始×100%)随温度的变化关系如图二所示。压强 p1、p2、p3由大到小的顺序为 p1>p2>p3p1>p2>p3;为同时提高CO2的平衡转化率和 CH3OH 的平衡产率,应选择的反应条件为 AA (填标号)。
A.低温、高压
B.高温、低压
C.低温、低压
D.高温、高压
K
2
K
1
K
2
K
1
n
(
C
O
2
)
n
(
H
2
)
1
3
p
(
H
2
O
)
•
p
(
CH
3
OH
)
p
3
(
H
2
)
•
p
(
CO
2
)
p
(
H
2
O
)
•
p
(
CH
3
OH
)
p
3
(
H
2
)
•
p
(
CO
2
)
n
(
C
O
2
)
n
(
H
2
)
n
(
C
H
3
OH
)
平衡
n
(
C
O
2
)
初始
【答案】△H2-△H1;;C;;33.3%;p1>p2>p3;A
K
2
K
1
p
(
H
2
O
)
•
p
(
CH
3
OH
)
p
3
(
H
2
)
•
p
(
CO
2
)
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:23引用:1难度:0.5
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①T℃时,向一恒容密闭容器中通入一定量的CH4(g)、C2H4(g)和H2(g),只发生反应2CH4(g)⇌C2H2(g)+3H2(g)ΔH,ΔH
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