【題目】合成氨工業(yè)涉及固體燃料的氣化,需要研究CO2CO之間的轉(zhuǎn)化。為了弄清其規(guī)律,讓一定量的CO2與足量碳在體積可變的密閉容器中反應(yīng):C(s)CO2(g)2CO(g) H,測得壓強、溫度對COCO2的平衡組成的影響如圖所示:

回答下列問題:

1p1、p2、p3的大小關(guān)系是______________,欲提高CCO2反應(yīng)中CO2的平衡轉(zhuǎn)化率,應(yīng)采取的措施為 。圖中a、b、c三點對應(yīng)的平衡常數(shù)大小關(guān)系是____________

2900 、1.013 MPa時,1 mol CO2與足量反應(yīng)達平衡后容器的體積為VCO2的轉(zhuǎn)化率為_________,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K 。

32中平衡體系溫度降至640 ,壓強降至0.1013 MPa,重新達到平衡后CO2的體積分?jǐn)?shù)為50%。條件改變時,正反應(yīng)和逆反應(yīng)速率如何變化?_______,二者之間有何關(guān)系?____________________。

4一定條件下,在CO2與足量碳反應(yīng)所得平衡體系中加入H2和適當(dāng)催化劑,有下列反應(yīng)發(fā)生:CO(g)3H2(g)CH4(g)H2O(g) H1-206.2 kJ/mol

CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g) H2-41.2 kJ/mol

則二氧化碳與氫氣反應(yīng)轉(zhuǎn)化為甲烷和水蒸氣的熱化學(xué)方程式是_________________

已知298 K相關(guān)化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)為:

化學(xué)鍵

H—H

O—H

C—H

E/(kJ·mol-1)

436

465

413

1076

則根據(jù)鍵能計算,H1 ,它與上述實測值差異較大的原因可能是 。

【答案】

1p1p2p3升高溫度、降低壓強KaKbKc;

266.7% (或用Kp計算:3.2×1.013 MPa3.2416 MPa);

3正反應(yīng)和逆反應(yīng)速率均減小;v()v();

4 CO2(g)4H2(g)CH4(g)2H2O(g) H-165.0 kJ/mol

-198 kJ/mol;反應(yīng)溫度、壓強不同,鍵能數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確

【解析】

試題分析:1C(s)CO2(g)2CO(g) 反應(yīng)屬于氣體物質(zhì)的量增大的反應(yīng),壓強越大,CO的百分含量越小,,根據(jù)越小,有p1p2p3;根據(jù)圖像,升高溫度,增大,說明H0,因此欲提高CCO2反應(yīng)中CO2的平衡轉(zhuǎn)化率可以采取的措施有升高溫度、降低壓強;溫度不變,平衡常數(shù)不變,升高溫度,平衡常數(shù)增大,圖中a、b、c三點對應(yīng)的平衡常數(shù)大小關(guān)系為KaKbKc,故答案為:p1p2p3;升高溫度、降低壓強KaKbKc;

2根據(jù)圖像,900 1.013 MPa,平衡時CO的體積百分含量為80%。

C(s)CO2(g)2CO(g)

起始(mol)1 0

反應(yīng) x 2x

平衡 1-x 2x

×100%=80%,解得x=,

CO2的轉(zhuǎn)化率為÷1=66.7%;

該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=,故答案為:66.7%;;

3降低溫度和壓強,正反應(yīng)和逆反應(yīng)速率均減小,重新達到平衡后CO2的體積分?jǐn)?shù)為50%,說明平衡逆向移動,則v()v() ,故答案為:正反應(yīng)和逆反應(yīng)速率均減小;v()v();

4 ACO(g)3H2(g)CH4(g)H2O(g) H1-206.2 kJ/molBCO(g)H2O(g) CO2(g)H2(g) H2-41.2 kJ/mol,根據(jù)蓋斯定律,將a-bCO2(g)4H2(g) CH4(g)2H2O(g) H(-206.2 kJ/mol)-(-41.2 kJ/mol)=-165.0 kJ/mol,故答案為CO2(g)4H2(g) CH4(g)2H2O(g) H-165.0 kJ/mol;

H =反應(yīng)物的鍵能之和-生成物的鍵能之和,H1(1076+3×436)-(4×413+2×465)=-198 kJ/mol,上述實測值差異較大的原因是反應(yīng)溫度、壓強不同,鍵能數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確,故答案為:-198 kJ/mol;反應(yīng)溫度、壓強不同,鍵能數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確

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比較兩套裝置,裝置的主要優(yōu)點是______________________________

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②A在一定條件下能發(fā)生加聚反應(yīng),寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式。

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