Question

以CO₂為碳源制取低碳有機(jī)物成為國(guó)際研究焦點(diǎn)，下面為CO₂加氫制取乙醇的反應(yīng)： 2CO₂(g)+6H₂(g) CH₃CH₂OH(g)+3H₂O(g) －Q（Q＞0）
在密閉容器中，按H₂與CO₂的物質(zhì)的量之比為3:1進(jìn)行投料，在5MPa下測(cè)得不同溫度下平衡體系中各種物質(zhì)的體積分?jǐn)?shù)（y%）如下圖所示。

完成下列填空：
（1）表示CH₃CH₂OH體積分?jǐn)?shù)曲線(xiàn)的是_______（選填序號(hào)）
（2）在一定溫度下反應(yīng)達(dá)到平衡的標(biāo)志是_______（選填編號(hào))
a．平衡常數(shù)K不再增大
b．CO₂的轉(zhuǎn)化率不再增大
c．混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再改變　
d．反應(yīng)物不再轉(zhuǎn)化為生成物
（3）其他條件恒定，如果想提高CO₂的反應(yīng)速率，可以采取的反應(yīng)條件是_______（選填編號(hào)）；達(dá)到平衡后，能提高H₂轉(zhuǎn)化率的操作是_______（選填編號(hào)）
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(xiàn)II和III的交點(diǎn)a對(duì)應(yīng)的體積分?jǐn)?shù)y_a=_______%

Answer 1

（1）II（2分）
（2）bc（2分） 
（3）b（1分）；c（1分）
（4）18．75（2分）

試題分析：（1）反應(yīng)過(guò)程中反應(yīng)物逐漸減少，生成物逐漸增多，變化量的關(guān)系符合化學(xué)計(jì)量數(shù)比值，故Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分別為H₂O、CH₃CH₂OH、H₂、CO₂(g) ；
（2）遵循“變量不變達(dá)平衡”，a、溫度不變平衡常數(shù)不變，錯(cuò)誤；b、轉(zhuǎn)化率從0到最大，是變量，不變時(shí)達(dá)到平衡，正確；c、氣體的質(zhì)量不變，容器的體積不變，混合氣體的密度是定值，錯(cuò)誤；d、平衡是動(dòng)態(tài)平衡，每種物質(zhì)的生成速率和消耗速率相等，錯(cuò)誤；
（3）提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率可以改變溫度使平衡正向移動(dòng)，或增加另一種反應(yīng)物的濃度，或移去產(chǎn)物；降低溫度平衡正向移動(dòng)，增大容器體積即是減少壓強(qiáng)平衡正向移動(dòng)，均提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率。
（4）曲線(xiàn)II和III對(duì)應(yīng)的物質(zhì)為乙醇和氫氣，
2CO₂(g)+6H₂(g)CH₃CH₂OH(g)+3H₂O(g)
始量    1       3               0           0
轉(zhuǎn)化量  2x      6x              x           3x
平衡量 1-2x     3-6x             x           3x 
根據(jù)題意有 3-6x=x  x=3/7      故a對(duì)應(yīng)的體積分?jǐn)?shù)y_a=3/7÷（4-4×3/7）=0．1875