14.為減少溫室效應,可將CO2轉化成其它可燃物質,如CH3OH等。探究CO2合成CH3OH的反應化學平衡的影響因素,有利于提高CH3OH的產率。以CO2、H2為原料合成CH3OH涉及的主要反應如下:
Ⅰ.CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1=-48.5kJ?mol-1
Ⅱ.CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)ΔH2=-92.4kJ?mol-1
Ⅲ.CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)ΔH3
回答下列問題:
(1)ΔH3=
kJ?mol-1。
(2)已知:在一恒溫、恒容密閉容器中充入1molCO2和3molH2,一定條件下發(fā)生反應I,測得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時間變化如圖所示。請回答:
①達到平衡的時刻是
min(填“3”或“10”)。
②能判斷該反應達到化學平衡狀態(tài)的依據是
。
a.容器壓強不變
b.混合氣體的平均摩爾質量不變
c.v(CH3OH)=v(H2O)
d.c(CH3OH)=c(H2O)
③為了提高H2的轉化率,可采取
(填“增大”或“減小”)CO2濃度的措施。
④該反應的平衡常數(shù)K=
。
⑤如圖表示在密閉容器中上述反應達到平衡時,由于條件改變而引起反應速率和化學平衡的變化情況,a時改變的條件可能是
;b時改變的條件可能是
。
(3)不同壓強下,按照n(CO2):n(H2)=1:3投料,發(fā)生反應Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,回答下列實驗測定CO2的平衡轉化率和CH3OH的平衡產率隨溫度的變化關系如圖所示。
其中縱坐標表示CO2平衡轉化率的是圖
(填“甲”或“乙”);壓強p1、p2、p3由大到小的順序為
;圖乙中T1溫度時,三條曲線幾乎交于一點的原因是
。
(4)為同時提高CO2的平衡轉化率和CH3OH的平衡產率,應選擇的反應條件為
(填字母代號)。
A.高溫、高壓
B.高溫、低壓
C.低溫、高壓
D.低溫、低壓
(5)在一固定容積的密閉容器中進行反應Ⅲ:CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g),當溫度為850℃時,K=1.0,某時刻測得該溫度下的密閉容器中各物質的物質的量見表:
CO |
H2O |
CO2 |
H2 |
0.5mol |
8.5mol |
2.0mol |
2.0mol |
①此時上述的反應中正、逆反應速率的關系式是
(填代號)。
A.v(正)>v(逆)
B.v(正)<v(逆)
C.v(正)=v(逆)
D.無法判斷
②在700℃通過壓縮體積增大氣體壓強,則該反應中H
2(g)的轉化率
(“增大”、“減小”或“不變”);工業(yè)生產中,通過此方法使容器內氣體壓強增大以加快反應,卻意外發(fā)現(xiàn)H
2(g)的轉化率也顯著提高,請你從平衡原理解釋其可能原因是:
。