Ⅰ.在一固定容积的密闭容器中进行着如下反应:CO2(g) + H2(g) CO(g) + H2O(g) 其平衡常数K和温度t的关系如下
(1)K的表达式为:______________;
(2)该反应的正反应为______________反应(“吸热”或“放热”);
(3)能判断该反应是否已经达到化学平衡状态的是:_______________
A.容器中压强不变
B.混合气体中CO浓度不变
C.v(H2)正 = v(H2O)逆
D.c(CO2) = c(CO)
(4)在850℃时,可逆反应:CO2(g) + H2(g)CO(g) + H2O(g),在该容器内各物质的浓度变化如下
计算:3min-4min达到平衡时CO的平衡浓度c3,要求写出简单的计算过程(c3精确到小数点后面三位数)。________________________________
Ⅱ.二甲醚(CH3OCH3)在未来可能替代柴油和液化气作为洁净液体燃料使用。工业上以CO和H2为原料生产CH3OCH3的新工艺主要发生三个反应
回答下列问题:
(5)新工艺的总反应为:3CO(g)+3H2(g)CH3OCH3(g)+CO2(g) ΔH 该反应ΔH=______________。
(6)增大压强,CH3OCH3的产率____________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(7)原工艺中反应①和反应②分别在不同的反应器中进行,无反应③发生。新工艺中反应③的发生提高了CH3OCH3的产率,原因是_________________________。
(8)为了寻找合适的反应温度,研究者进行了一系列实验,每次实验保持原料气组成、压强、反应时间等因素不变,试验结果如下图CO转化率随温度变化的规律是_________________________________,原因是_________________________。
(1)
(2)放热
(3)BC
(4)设3min-4min达到平衡时CO、H2O的平衡浓度为c3,则CO2、H2的平衡浓度分别为0.200-c3和0.300- c3,根据:K= c3·c3/[(0.200-c3)·(0.300-c3)]= 1得c3=0.120mol/L
(5)-247kJ/mol
(6)增大
(7)反应③消耗了反应②中的产物H2O,使反应②的化学平衡向正反应方向移动,从而提高CH3OCH3的产率
(8)温度低于240℃时,CO的转化率随着温度的升高而增大,温度高于240℃时,CO的转化率随着温度的升高而减小(或“CO的转化率先增大,后减小”);在较低温时,各反应体系均未达到平衡,CO的转化率主要受反应速率影响,随着温度的升高反应速率增大,CO的转化率也增大,在较高温时,各反应体系均已达到平衡,CO的转化率主要受反应限度影响,随着温度的升高平衡向逆反应方向移动,CO的转化率减小。