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(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進行投料,在5MPa下測得不同溫度下平衡體系中各種物質(zhì)的體積分數(shù)(y%)如下圖所示。

完成下列填空:

(1)表示CH3CH2OH體積分數(shù)曲線的是_______(選填序號)

(2)在一定溫度下反應(yīng)達到平衡的標志是_______(選填編號)

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);達到平衡后,能提高H2轉(zhuǎn)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(yīng)的體積分數(shù)ya=_______%

 

【答案】

(1)II(2分)

(2)bc(2分) 

(3)b(1分);c(1分)

(4)18.75(2分)

【解析】

試題分析:(1)反應(yīng)過程中反應(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“變量不變達平衡”,a、溫度不變平衡常數(shù)不變,錯誤;b、轉(zhuǎn)化率從0到最大,是變量,不變時達到平衡,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,錯誤;d、平衡是動態(tài)平衡,每種物質(zhì)的生成速率和消耗速率相等,錯誤;

(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,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,增大容器體積即是減少壓強平衡正向移動,均提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率。

(4)曲線II和III對應(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對應(yīng)的體積分數(shù)ya=3/7÷(4-4×3/7)=0.1875

考點:考查化學(xué)平衡移動原理及有關(guān)計算有關(guān)問題。

 

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 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(xué)數(shù)據(jù):
反應(yīng)I:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.0  kJ?mol-1
反應(yīng)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(xué)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(yīng)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(yīng)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(zhì)量不再發(fā)生改變
如果平衡常數(shù)K值變大,該反應(yīng)
ad
ad
(填字母)
a.一定向正反應(yīng)方向移動    b.在平衡移動時正反應(yīng)速率先增大后減小
c.一定向逆反應(yīng)方向移動    d.在平衡移動時逆反應(yīng)速率先減小后增大
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
bd
bd
(填字母),達到平衡后,想提高H2轉(zhuǎn)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(yīng)II中,研究員以生產(chǎn)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(zhì)的體積分數(shù)(y%)如圖1所示,則表示CH3CH2OH體積分數(shù)曲線的是
;表示CO2的體積分數(shù)曲線的是

(4)當(dāng)質(zhì)量一定時,增大固體催化劑的表面積可提高化學(xué)反應(yīng)速率.如圖2是反應(yīng):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(xué) 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(xué)數(shù)據(jù):
反應(yīng)I:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.0  kJ?mol-1
反應(yīng)II:2CO2(g)+6H2(g)?CH3CH2OH(g)+3H2O(g)△H=-173.6kJ?mol-1
(1)在密閉容器中,反應(yīng)I在一定條件達到平衡后,為提高CO2的反應(yīng)速率,可以采取的反應(yīng)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(yīng):2CH3OH(g)=CH3CH2OH(g)+H2O(g) 的反應(yīng)熱△H=
-75.6kJ?mol-1
-75.6kJ?mol-1

(3)研究員以生產(chǎn)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(yīng)器,某溫度下反應(yīng)達平衡,CO2的轉(zhuǎn)化率為50%,計算該條件下的該反應(yīng)的平衡常數(shù)(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字).

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)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(yīng):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(zhì)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(zhì)的體積分數(shù)(y%)如圖所示.完成下列填空:
(1)表示CH3CH2OH體積分數(shù)曲線的是
 
(選填序號)
(2)在一定溫度下反應(yīng)達到平衡的標志是
 
(選填編號)
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);達到平衡后,能提高H2轉(zhuǎn)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(yīng)的體積分數(shù)ya=
 
%

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科目:高中化學(xué) 來源:2013屆河南省扶溝縣高級中學(xué)高三第三次考試化學(xué)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(xué)數(shù)據(jù):
反應(yīng)I: CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)           △H = —49.0  kJ·mol-1
反應(yīng)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(xué)方程式為:__________________。
(2)在一定條件下,對于反應(yīng)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(yīng)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(zhì)量不再發(fā)生改變 
如果平衡常數(shù)K值變大,該反應(yīng)         (填字母)
a.一定向正反應(yīng)方向移動    b.在平衡移動時正反應(yīng)速率先增大后減小
c.一定向逆反應(yīng)方向移動    d.在平衡移動時逆反應(yīng)速率先減小后增大
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     (填字母) ,
達到平衡后,想提高H2轉(zhuǎn)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(yīng)II中,研究員以生產(chǎn)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(zhì)的體積分數(shù)(y%)如圖所示,則表示CH3CH2OH體積分數(shù)曲線的是      ;表示CO2的體積分數(shù)曲線的是       。
  
(4)當(dāng)質(zhì)量一定時,增大固體催化劑的表面積可提高化學(xué)反應(yīng)速率。上圖是反應(yīng):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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