为减少温室效应,可将CO2转化成其它可燃物质,如CH3OH等。探究CO2合成CH3OH的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(g)=CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1=-48.5kJ•mol-1
Ⅱ.CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)ΔH2=-92.4kJ•mol-1
Ⅲ.CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)ΔH3
回答下列问题:
(1)ΔH3=+43.9+43.9kJ•mol-1。
(2)已知:在一恒温、恒容密闭容器中充入1molCO2和3molH2,一定条件下发生反应I,测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。请回答:

①达到平衡的时刻是 1010min(填“3”或“10”)。
②能判断该反应达到化学平衡状态的依据是 abab。
a.容器压强不变
b.混合气体的平均摩尔质量不变
c.v(CH3OH)=v(H2O)
d.c(CH3OH)=c(H2O)
③为了提高H2的转化率,可采取 增大增大(填“增大”或“减小”)CO2浓度的措施。
④该反应的平衡常数K=5.35.3。
⑤如图表示在密闭容器中上述反应达到平衡时,由于条件改变而引起反应速率和化学平衡的变化情况,a时改变的条件可能是 升温升温;b时改变的条件可能是 减小生成物的浓度减小生成物的浓度。

(3)不同压强下,按照n(CO2):n(H2)=1:3投料,发生反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,回答下列实验测定CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率随温度的变化关系如图所示。

其中纵坐标表示CO2平衡转化率的是图 乙乙(填“甲”或“乙”);压强p1、p2、p3由大到小的顺序为 p1、p2、p2p1、p2、p2;图乙中T1温度时,三条曲线几乎交于一点的原因是 T1时以反应Ⅲ为主,反应Ⅲ前后气体分子数相等,压强改变对平衡几乎没有影响T1时以反应Ⅲ为主,反应Ⅲ前后气体分子数相等,压强改变对平衡几乎没有影响。
(4)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 CC(填字母代号)。
A.高温、高压
B.高温、低压
C.低温、高压
D.低温、低压
(5)在一固定容积的密闭容器中进行反应Ⅲ:CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g),当温度为850℃时,K=1.0,某时刻测得该温度下的密闭容器中各物质的物质的量见表:
CO | H2O | CO2 | H2 |
0.5mol | 8.5mol | 2.0mol | 2.0mol |
B
B
(填代号)。A.v(正)>v(逆)
B.v(正)<v(逆)
C.v(正)=v(逆)
D.无法判断
②在700℃通过压缩体积增大气体压强,则该反应中H2(g)的转化率
不变
不变
(“增大”、“减小”或“不变”);工业生产中,通过此方法使容器内气体压强增大以加快反应,却意外发现H2(g)的转化率也显著提高,请你从平衡原理解释其可能原因是:压强增大使水蒸气液化,平衡向右移动
压强增大使水蒸气液化,平衡向右移动
。【答案】+43.9;10;ab;增大;5.3;升温;减小生成物的浓度;乙;p1、p2、p2;T1时以反应Ⅲ为主,反应Ⅲ前后气体分子数相等,压强改变对平衡几乎没有影响;C;B;不变;压强增大使水蒸气液化,平衡向右移动
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:24引用:3难度:0.7
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