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以CO2为碳源制取低碳有机物成为国际研究焦点,下面为CO2加氢制取乙醇的反应:2CO2(g)+6H2(g)催化剂CH3CH2OH(g)+3H2O(g)-Q(Q>0)在密闭容器中,按H2与CO2的物质的量之比为3:1进行投料
更新时间:2024-04-20 08:30:21
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问题描述:

以CO2为碳源制取低碳有机物成为国际研究焦点,下面为CO2加氢制取乙醇的反应:2CO2(g)+6H2(g)催化剂

CH3CH2OH(g)+3H2O(g)-Q(Q>0)

在密闭容器中,按H2与CO2的物质的量之比为3:1进行投料,在5MPa下测得不同温度下平衡体系中各种物质的体积分数(y%)如图所示.完成下列填空:

(1)表示CH3CH2OH体积分数曲线的是______(选填序号)

(2)在一定温度下反应达到平衡的标志是______(选填编号)

a.平衡常数K不再增大

b.CO2的转化率不再增大

c.混合气体的平均相对分子质量不再改变

d.反应物不再转化为生成物

(3)其他条件恒定,如果想提高CO2的反应速率,可以采取的反应条件是______(选填编号);达到平衡后,能提高H2转化率的操作是______(选填编号)

a.降低温度 b.充入更多的H2c.移去乙醇 d.增大容器体积

(4)图中曲线Ⅱ和Ⅲ的交点a对应的体积分数ya=______%

陆国富回答:
  反应为吸热反应,升高温度平衡向正反应方向移动,升高温度CH3CH2OH含量升高,CO2与H2的含量降低,平衡时H2O的含量是CH3CH2OH含量的三倍,符合条件的曲线为II;   故答案为:II;   (2)在一定温度下反应达到平衡的标志是:   a.平衡常数K只与温度有关,与是否达到平衡状态无关,故a错误;   b.CO2的转化率不再增大,即反应达到限度,是平衡状态,故b正确;   c.反应后气体的物质的量减少,质量不变,所以混合气体的平均相对分子质量逐渐增大,当混合气体的平均相对分子质量不再改变时即是平衡状态,故c正确;   d.反应达到平衡状态是正逆反应仍在进行,所以不存在反应物不再转化为生成物的状态,故d错误;   故答案为:bc;   (3)其他条件恒定,如果想提高CO2的反应速率,可以采取的反应条件是:   a、降低温度,反应速率减小,故A错误;   b、补充H2,反应物的浓度增大,反应速率加快,故B正确;   c、移去甲醇,生成物浓度减小,速率降低,平衡向正反应移动,故c错误;   d、增大容器体积,各反应物的浓度减小,反应速率降低,故d错误;   故答案为:b;   达到平衡后,能提高H2转化率的操作是:   a、已知该反应为吸热反应,降低温度,平衡逆向移动,氢气的转化率减小,故a不符合;   b、补充H2,氢气反应物的浓度增大,提高二氧化碳转化率,本身转化率减小,故b不符合;   c、移去甲醇,生成物浓度减小,平衡向正反应移动,氢气转化率增大,故c符合;   d、增大容器体积,压强减小,平衡向逆方向移动,氢气的转化率减小,故d不符合;   故答案为:b;c;   (4)a点为II和III的交点,设此时IIC2H5OH体积为V,那么IIIH2也为V,可知为CO2 为13
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