组卷网 > 高中化学综合库 > 化学反应原理 > 化学反应速率与化学平衡 > 化学平衡 > 化学平衡图像分析
题型:解答题-原理综合题 难度:0.65 引用次数:24 题号:22685584
Ⅰ.随着碳中和目标的提出,CO2回收技术已成为科学研究热点问题,其中逆水煤气变换反应引起了广泛关注。该反应是将CO2加氢转化为CH3OH等高附加值化学品的关键步骤。
在催化剂作用下,逆水煤气变换体系中存在以下反应:
①CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g);∆H1= ‒ 49.5 kJ∙mol-1;K1
②CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g);∆H2= 41.2 kJ∙mol-1;K2
③CO2(g)+2H2(g) CH3OH(g);∆H3= ‒ 90.7 kJ∙mol-1;K3
(1)K1=___________(用K2、K3表示)。
Ⅱ.将6 mol CO2和8 mol H2充入容积为2L的密闭容器中,分别在T1、T2温度下发生反应①,H2的物质的量变化如表所示:
物质的量/molT1/℃T2/℃
05min10min15min20min25min30min
H28.03.52.02.01.71.51.5
(2)T1温度下,5~10min内以CO2表示该反应速率v(CO2)=___________。该温度下,若各物质的起始量n(CO2) = n(H2) = n(CH3OH) = n(H2O) = 2 mol,则v(正)___________ v(逆)。
A.>                B.=                C.<
(3)下列说法正确的是___________。
A.T1 < T2
B.混合气体的密度保持不变时,反应已达到平衡
C.平衡后向容器中充入稀有气体,平衡不发生移动
D.加入合适的催化剂可以降低反应的活化能,∆H减小

Ⅲ.一定条件下,将原料气n(CO2)∶n(H2)=1∶3进行投料,在恒容密闭容器中模拟上述三个反应,CO和CH3OH在含碳产物(CH3OH和CO)中物质的量分数及CO2的平衡转化率随温度变化的情况如图所示

(4)CO2平衡转化率随温度升高先减小后增大的原因是___________。曲线___________代表CH3OH在含碳产物中物质的量分数。
A.m                    B.n
(5)有利于提高CO2转化为CH3OH的平衡转化率的措施有___________。
A.使用催化性能好的催化剂B.降低反应温度
C.投料比不变,增加反应物的浓度D.增大CO2和H2的初始投料比
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t/s0361224
n(O2)/mol00.360.600.800.80
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K2.0410.2700.012
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