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精英家教網以CO2為碳源制取低碳有機物成為國際研究焦點,下面為CO2加氫制取乙醇的反應:2CO2(g)+6H2(g)
催化劑
CH3CH2OH(g)+3H2O(g)-Q(Q>0)
在密閉容器中,按H2與CO2的物質的量之比為3:1進行投料,在5MPa下測得不同溫度下平衡體系中各種物質的體積分數(y%)如圖所示.完成下列填空:
(1)表示CH3CH2OH體積分數曲線的是
 
(選填序號)
(2)在一定溫度下反應達到平衡的標志是
 
(選填編號)
a.平衡常數K不再增大
b.CO2的轉化率不再增大
c.混合氣體的平均相對分子質量不再改變
d.反應物不再轉化為生成物
(3)其他條件恒定,如果想提高CO2的反應速率,可以采取的反應條件是
 
(選填編號);達到平衡后,能提高H2轉化率的操作是
 
(選填編號)
a.降低溫度  b.充入更多的H2 c.移去乙醇   d.增大容器體積
(4)圖中曲線Ⅱ和Ⅲ的交點a對應的體積分數ya=
 
%
分析:(1)反應為吸熱反應,升高溫度平衡向正反應方向移動,升高溫度CH3CH2OH含量升高,平衡時H2O的含量是CH3CH2OH含量的三倍;
(2)達到平衡有兩個標志:一是正逆反應速率相等,二是各組分的濃度不再變化,以及由其延伸的量不再變化即是平衡狀態(tài);
(3)根據外界條件對反應速率的影響分析判斷速率變化;提高物質轉化率的方法是增加另一種物質,分離出生成物,改變溫度、壓強使平衡正向移動;
(4)a點為II和III的交點,設此時II C2H5OH體積為V,那么III H2也為V,根據方程式中的關系求出CO2和H2O的體積,再求體積分數ya
解答:解:反應為吸熱反應,升高溫度平衡向正反應方向移動,升高溫度CH3CH2OH含量升高,CO2與H2的含量降低,平衡時H2O的含量是CH3CH2OH含量的三倍,符合條件的曲線為II;
故答案為:II;
(2)在一定溫度下反應達到平衡的標志是:
a.平衡常數K只與溫度有關,與是否達到平衡狀態(tài)無關,故a錯誤;
b.CO2的轉化率不再增大,即反應達到限度,是平衡狀態(tài),故b正確;
c.反應后氣體的物質的量減少,質量不變,所以混合氣體的平均相對分子質量逐漸增大,當混合氣體的平均相對分子質量不再改變時即是平衡狀態(tài),故c正確;
d.反應達到平衡狀態(tài)是正逆反應仍在進行,所以不存在反應物不再轉化為生成物的狀態(tài),故d錯誤;
故答案為:bc;
(3)其他條件恒定,如果想提高CO2的反應速率,可以采取的反應條件是:
a、降低溫度,反應速率減小,故A錯誤;
b、補充H2,反應物的濃度增大,反應速率加快,故B正確;
c、移去甲醇,生成物濃度減小,速率降低,平衡向正反應移動,故c錯誤;
d、增大容器體積,各反應物的濃度減小,反應速率降低,故d錯誤;
故答案為:b;
達到平衡后,能提高H2轉化率的操作是:
a、已知該反應為吸熱反應,降低溫度,平衡逆向移動,氫氣的轉化率減小,故a不符合;
b、補充H2,氫氣反應物的濃度增大,提高二氧化碳轉化率,本身轉化率減小,故b不符合;
c、移去甲醇,生成物濃度減小,平衡向正反應移動,氫氣轉化率增大,故c符合;
d、增大容器體積,壓強減小,平衡向逆方向移動,氫氣的轉化率減小,故d不符合;
故答案為:b;c;
(4)a點為II和III的交點,設此時II C2H5OH體積為V,那么III H2也為V,可知為CO2 為
1
3
V,H2O為C2H5OH的三倍,則為3V,
所以a對應的體積分數ya=
V
V+V+
1
3
V+3V
×100%=18.75%;
故答案為:18.75.
點評:本題考查化學平衡的平衡標志判斷,轉化率、反應速率的變化分析,化學反應速率的影響因素分析判斷,平衡移動原理的應用,題目難度中等.
練習冊系列答案
相關習題

科目:高中化學 來源: 題型:閱讀理解

以CO2為碳源制取低碳有機物成為國際研究焦點,下面為CO2加氫制取低碳醇的熱力學數據:
反應I:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.0  kJ?mol-1
反應II:2CO2(g)+6H2(g)?CH3CH2OH(g)+3H2O(g)△H=-173.6kJ?mol-1
(1)寫出由CH3CH2OH+
H2O
H2O
?2CH3OH的熱化學方程式為:
CH3CH2OH(g)+H2O(g)=2CH3OH(g);△H=+75.6 kJ?mol-1
CH3CH2OH(g)+H2O(g)=2CH3OH(g);△H=+75.6 kJ?mol-1

(2)在一定條件下,對于反應I:在體積恒定的密閉容器中,達到平衡的標志是
bf
bf
(填字母)
a.CO2和CH3OH 濃度相等      b.H2O的百分含量保持不變
c.H2的平均反應速率為0       d.v(CO2)=3v(H2
e.混合氣體的密度不再發(fā)生改變    f.混合氣體的平均相對分子質量不再發(fā)生改變
如果平衡常數K值變大,該反應
ad
ad
(填字母)
a.一定向正反應方向移動    b.在平衡移動時正反應速率先增大后減小
c.一定向逆反應方向移動    d.在平衡移動時逆反應速率先減小后增大
其他條件恒定,如果想提高CO2的反應速率,可以采取的反應條件是
bd
bd
(填字母),達到平衡后,想提高H2轉化率的是
ac
ac
(填字母)
a、降低溫度     b、補充H2      c、移去甲醇   d、加入催化劑
(3)在密閉容器中,對于反應II中,研究員以生產乙醇為研究對象,在5MPa、m=n(H2)/n(CO2)=3時,測得不同溫度下平衡體系中各種物質的體積分數(y%)如圖1所示,則表示CH3CH2OH體積分數曲線的是
;表示CO2的體積分數曲線的是

(4)當質量一定時,增大固體催化劑的表面積可提高化學反應速率.如圖2是反應:2NO(g)+2CO(g)?2CO2(g)+N2(g) 中NO的濃度隨溫度(T)、催化劑表面積(S)和時間(t)的變化曲線,若催化劑的表面積S1>S2,在圖2中畫出NO的濃度在T1、S2條件下達到平衡過程中的變化曲線,并注明條件.

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科目:高中化學 來源: 題型:

(2012?茂名二模)以CO2為碳源制取低碳有機物成為國際研究焦點,下面為CO2加氫制取低碳醇的熱力學數據:
反應I:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.0  kJ?mol-1
反應II:2CO2(g)+6H2(g)?CH3CH2OH(g)+3H2O(g)△H=-173.6kJ?mol-1
(1)在密閉容器中,反應I在一定條件達到平衡后,為提高CO2的反應速率,可以采取的反應條件是
BD
BD

A、降低溫度    B、補充H2   C、移去甲醇   D、加入催化劑
(2)寫出由CH3OH(g)合成CH3CH2OH(g)的反應:2CH3OH(g)=CH3CH2OH(g)+H2O(g) 的反應熱△H=
-75.6kJ?mol-1
-75.6kJ?mol-1

(3)研究員以生產乙醇為研究對象,在5MPa、n(H2)/n(CO2)=3時,測得不同溫度下平衡體系中各種組成如圖所示,表示CH3CH2OH組分的曲線是
I
I
;表示CO2組分的曲線是
III
III

(4)在5MPa將0.2mol CO2和0.6mol H2充入1L恒容密閉反應器,某溫度下反應達平衡,CO2的轉化率為50%,計算該條件下的該反應的平衡常數(結果保留兩位有效數字).

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科目:高中化學 來源:2013屆河南省扶溝縣高級中學高三第三次考試化學試卷(帶解析) 題型:填空題

(11分)以CO2為碳源制取低碳有機物成為國際研究焦點,下面為CO2加氫制取低碳醇的熱力學數據:
反應I: CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)           △H = —49.0  kJ·mol-1
反應II:2CO2(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+3H2O(g)      △H =" —173.6" kJ·mol-1
(1)寫出由CH3CH2OH+_____2CH3OH的熱化學方程式為:__________________。
(2)在一定條件下,對于反應I:在體積恒定的密閉容器中,達到平衡的標志是__  (填字母)
a.CO2和CH3OH 濃度相等     b.H2O的百分含量保持不變
c.H2的平均反應速率為0      d.v(CO2)=3v(H2) 
e.混合氣體的密度不再發(fā)生改變   
f. 混合氣體的平均相對分子質量不再發(fā)生改變 
如果平衡常數K值變大,該反應         (填字母)
a.一定向正反應方向移動    b.在平衡移動時正反應速率先增大后減小
c.一定向逆反應方向移動    d.在平衡移動時逆反應速率先減小后增大
其他條件恒定,如果想提高CO2的反應速率,可以采取的反應條件是     (填字母) ,
達到平衡后,想提高H2轉化率的是_______________(填字母)
a、降低溫度     b、補充H2      c、移去甲醇   d、加入催化劑
(3)在密閉容器中,對于反應II中,研究員以生產乙醇為研究對象,在5MPa、m= n(H2)/n(CO2)=3時,測得不同溫度下平衡體系中各種物質的體積分數(y%)如圖所示,則表示CH3CH2OH體積分數曲線的是      ;表示CO2的體積分數曲線的是       。
  
(4)當質量一定時,增大固體催化劑的表面積可提高化學反應速率。上圖是反應:2NO(g) + 2CO(g)2CO2(g)+ N2(g) 中NO的濃度隨溫度(T)、催化劑表面積(S)和時間(t)的變化曲線,若催化劑的表面積S1S2 ,在上圖中畫出NO的濃度在T1、S2 條件下達到平衡過程中的變化曲線,并注明條件。

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科目:高中化學 來源:2013-2014學年上海市楊浦區(qū)高三上學期期中考試化學試卷(解析版) 題型:填空題

以CO2為碳源制取低碳有機物成為國際研究焦點,下面為CO2加氫制取乙醇的反應: 2CO2(g)+6H2(g) CH3CH2OH(g)+3H2O(g) -Q(Q>0)

在密閉容器中,按H2與CO2的物質的量之比為3:1進行投料,在5MPa下測得不同溫度下平衡體系中各種物質的體積分數(y%)如下圖所示。

完成下列填空:

(1)表示CH3CH2OH體積分數曲線的是_______(選填序號)

(2)在一定溫度下反應達到平衡的標志是_______(選填編號)

a.平衡常數K不再增大

b.CO2的轉化率不再增大

c.混合氣體的平均相對分子質量不再改變 

d.反應物不再轉化為生成物

(3)其他條件恒定,如果想提高CO2的反應速率,可以采取的反應條件是_______(選填編號);達到平衡后,能提高H2轉化率的操作是_______(選填編號)

a.降低溫度     b.充入更多的H2 

c.移去乙醇   d.增大容器體積

(4)圖中曲線II和III的交點a對應的體積分數ya=_______%

 

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