20.一碳化學(xué)是以分子中只含一個碳原子的化合物為原料生產(chǎn)化工產(chǎn)品的方法。合成氣(CO和H
2的混合氣體)是一碳化學(xué)的重要原料,焦炭與水蒸氣在剛性密閉容器中會發(fā)生如下兩個反應(yīng):
I:C(s)+H
2O(g)=CO(g)+H
2(g)
II:CO(g)+H
2O(g)=CO
2(g)+H
2(g)
下表是幾種物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)生成熱(由對應(yīng)穩(wěn)定單質(zhì)生成1mol 某種物質(zhì)的焓變叫做該物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)生成熱)。
物質(zhì) |
C(s) |
H2O(g) |
CO(g) |
H2(g) |
標(biāo)準(zhǔn)生成熱/kJ?mol-1 |
0.0 |
-241.8 |
-110.5 |
0.0 |
(1)反應(yīng)I的焓變ΔH
1=
kJ?mol
-1,E
a正、E
b逆分別表示該反應(yīng)正、逆反應(yīng)的活化能,則E
a正
E
b逆(填“>”或“<”或“=”)。
(2)若在絕熱恒容容器中僅發(fā)生反應(yīng)I,則下列事實能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是
。
A.容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)不變
B.容器內(nèi)溫度不變
C.容器內(nèi)氣體的密度不再改變
D.容器內(nèi)氣體的平均相對分子質(zhì)量不變
(3)已知反應(yīng)II的正反應(yīng)速率v
正=k
正?p(CO)?p(H
2O),逆反應(yīng)速率v
逆=k
逆?p(CO
2)?p(H
2),k
正、k
逆分別為正、逆反應(yīng)速率常數(shù),lgk(k表示k
正或k
逆)與溫度
的關(guān)系如圖所示,其中直線ab分別表示k
正、k
逆隨溫度的變化。升高溫度,反應(yīng)I的平衡常數(shù)K
(填“變大”或“變小”或“不變”)。
(4)在圖A點對應(yīng)的溫度下,向某剛性密閉容器中加入足量焦炭和一定量水蒸氣,同時發(fā)生反應(yīng)Ⅰ和反應(yīng)I。已知起始時容器內(nèi)壓強(qiáng)為80kPa,10分鐘后體系達(dá)到平衡狀態(tài),容器內(nèi)壓強(qiáng)變?yōu)?00kPa。
①平衡時CO的分壓p(CO)=
kPa,平衡時水蒸氣的轉(zhuǎn)化率為
%
②進(jìn)一步提高水蒸氣平衡轉(zhuǎn)化率的方法有(寫兩種不同的方法)
。