科學家開發出一種“潔淨煤技術”,通過向地下煤層“氣化爐”中交替鼓入空氣和水蒸氣的方法,連續產出高熱值的煤炭氣,...
問題詳情:
科學家開發出一種“潔淨煤技術”,通過向地下煤層“氣化爐”中交替鼓入空氣和水蒸氣的方法,連續產出高熱值的煤炭氣,其主要成分是CO和H2。“氣化爐”中主要反應有:
C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H=+131.3kJ•mol﹣1
CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)△H=﹣41.2kJ•mol﹣1
(1)氣化爐中CO2與C反應轉化為CO,該反應的熱化學方程式是___。
(2)用煤炭氣合成*醇的反應為CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)。在密閉容器中,將CO和H2按物質的量1:2混合反應,CO的平衡轉化率與温度、壓強的關係如圖所示。
①生成*醇的反應為___反應(填“放熱”或“吸熱”)。
②圖中兩條曲線分別表示壓強為0.1MPa和5.0MPa下CO轉化率隨温度的變化,其中代表壓強是5.0MPa的曲線是___(填“A”或“B”)。
③在不改變反應物用量的前提下,為提高CO轉化率可採取的措施有___(答出一種即可)。
④壓強為0.1MPa、温度為200℃時,平衡混合氣中*醇的物質的量分數是___。
【回答】
【*】 (1). C(s)+CO2(g)=2CO(g) △H=+172.5 kJ•mol﹣1 (2). 放熱 (3). A (4). 降温或加壓 (5). 25%
【解析】
【詳解】(1)已知:①C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H=+131.3kJ•mol﹣1,②CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)△H=﹣41.2kJ•mol﹣1,利用蓋斯定律將①﹣②可得C(s)+CO2(g)=2CO(g)△H=+172.5 kJ•mol﹣1,故*為:C(s)+CO2(g)=2CO(g)△H=+172.5 kJ•mol﹣1;
(2)①由圖象可知,隨温度的升高其轉化率降低,説明升温時平衡逆向移動,正反應放熱,故*為:放熱;
②從方程式可知,反應物有3mol氣體,生成物有1mol氣體,所以壓強增大時平衡氣體體積減小的方向移動,即正向移動,在相同温度時,轉化率高的壓強大,故*為:A;
③增大反應物的轉化率,即要使平衡向正向移動,而影響平衡移動的因素只有三個:温度、壓強、濃度,本題只能是降温或加壓,故*為:降温或加壓;
④根據圖像,壓強為0.1MPa、温度為200℃時CO的轉化率為50%,設加入CO物質的量為amol,則H2為2amol
CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)
反應前(mol) a 2a 0
反應了(mol)0.5a a 0.5a
平衡時(mol)0.5a a 0.5a
求得平衡時*醇的物質的量分數為:×100%=25%,故*為:25%。
知識點:化學反應速率 化學平衡
題型:綜合題