合成氨工业中原料气(H2、CO的混合气)在进入合成塔前常用醋酸亚铜氨溶液来吸收原料气中的CO:Cu(NH3)2Ac(溶液)+CO(g)⇌Cu(NH3)2Ac•CO(溶液)+Q kJ(Q>0),吸收CO后的溶液经过适当处理又可以重新生成醋酸亚铜氨.
(1)写出该反应的平衡常数表达式K=______;升高温度K值将______(选填“增大”“减小”“不变”).
(2)必须除去原料气中CO的原因是______,欲充分吸收CO,适宜的条件是______(选填序号)
a.升高温度 b.增大压强 c.增大醋酸亚铜氨溶液浓度
吸收CO时,溶液中Cu(NH3)2Ac和Cu(NH3)2Ac•CO的浓度(mol/L)变化情况如下:
0min | 30min | 45min | 60min | 90min | |
Cu(NH3)2Ac | 2.0 | 1.2 | 0.9 | 0.9 | 1.8 |
Cu(NH3)2Ac•CO | 0 | a | 1.1 | 1.1 | 0.2 |
(4)60min时改变的条件可能是______.
(1)Cu(NH3)2Ac(溶液)+CO(g)⇌Cu(NH3)2Ac•CO(溶液)平衡常数表达式k=
,该反应正反应是放热反应,升高温度平衡向逆反应方向移动,平衡常数减小,c[Cu(NH3)2Ac•CO] c[Cu(NH3)2Ac]×c(CO)
故答案为:
;减小;c[Cu(NH3)2Ac•CO] c[Cu(NH3)2Ac]×c(CO)
(2)CO会导致催化剂中毒,必须除去原料气中CO,防止催化剂中毒;
a.该反应正反应为放热反应,升高温度向逆反应方向移动,不利于CO吸收,故a错误;
b.正反应为气体体积减小的反应,增大压强平衡向正反应方向移动,有利于CO吸收,故b正确;
c.增大醋酸亚铜氨溶液浓度,平衡向正反应方向移动,有利于CO吸收,故c正确;
故答案为:防止催化剂中毒;bc;
(3)由表中数据可知,前30min内Cu(NH3)2Ac浓度变化为2mol/L-1.2mol/L=0.8mol/L,故Cu(NH3)2Ac的平均反应速率为
=0.027 mol/(L•min),0.8mol/L 30min
故答案为:0.027 mol/(L•min);
比较计算Cu(NH3)2Ac•CO浓度变化,再根据v=
计算;△c △t
(4)由表中数据可知,45min时到达平衡,60min到90min,Cu(NH3)2Ac浓度增大0.9mol/L,Cu(NH3)2Ac•CO浓度减小0.9mol/L,等于化学计量数之比,且速率比0-30min快,应是改变条件平衡向逆反应方向移动,且加快反应速率,正反应是体积减小的反应,不可能是增大压强,正反应是放热反应,故可能是升高温度,
故答案为:升高温度.