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CO和H2可作为能源和化工原料,应用十分广泛.
已知(Ⅰ)CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)△H1=-90.1kJ?mol-1
(Ⅱ)CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)△H2=-49.0kJ?mol-1
(Ⅲ)CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)△H3=-41.1kJ?mol-1
(Ⅳ)2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)△H4=-24.5kJ?mol-1
回答下列问题:
(1)写出由H2和CO直接制备二甲醚的热化学方程式为______.根据化学反应原理,分析增加压强对直接制备二甲醚反应的影响______.
(2)有研究者在催化剂(含Cu-Zn-Al-O和Al2O3)、压强为5.0MPa的条件下,由H2和CO直接制备二甲醚,结果如图甲所示.其中CO转化率随温度升高而降低的原因是______.
(3)由CO和H2在催化剂作用下,也可以合成甲醇.反应原理为:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g).
①对于气相反应,用某组分(B)的平衡压强(PB)代替物质的量浓度(cB)也可以平衡常数(记作KP),则以上反应KP=______;
②在容积均为1L的密闭容器(a、b、c、d、e)中,分别充入1molCO和2molH2等量混合气体,在不同的温度下(温度分别为T1、T2、T3、T4、T5),经相同的时间,在t时刻,测得容器甲醇的体积分数(如图乙所示).解析在T1~T2及T4~T5二个温度区间,容器内甲醇的体积分数如图乙所示的变化趋势,其原因是______.
③在不改变反应物用量情况下,将容器c中的平衡状态转变到容器d中的平衡状态,可采取的措施有(写出2点)______、______.
(1)Ⅰ、CO(g)+2H2(g)═CH3OH(g)△H1=-90.1kJ?mol-1
Ⅳ、2CH3OH(g)═CH3OCH3(g)+H2O(g)△H4=-24.5kJ?mol-1
依据盖斯定律Ⅰ×2+Ⅳ得到:2CO(g)+4H2(g)=CH3OCH3+H2O(g),△H=-204.7kJ?mol-1;
该反应是气体体积减小的反应,增加压强,平衡正向进行,反应速率加快,CO和H2的转化率增大,CH3OCH3产率增加,
故答案为:2CO(g)+4H2(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g),△H=-204.7kJ?mol-1;增大压强,化学反应速率增大,平衡正向移动,CO和H2转化率增大,CH3OCH3产率增加;
(2)CO转化率随温度升高而降低,是因为反应是放热反应,升温平衡逆向进行,故答案为:反应放热,温度升高,平衡逆向移动;
(3)①平衡常数指的是:生成物浓度之幂或分压力的乘积与反应物浓度的幂或分压力的乘积之间的比值,故KP=
c(CH3OH)
c(CO)c2(H2)
,
故答案为:
c(CH3OH)
c(CO)c2(H2)
;
②反应进行到t时刻时,a、b没有达到平衡状态,c、d、e达到平衡状态,故T1-T2区间,化学反应未达到平衡状态,温度越高,化学反应速率越快,所以甲醇的体积分数随着温度的升高而提高.T3-T4区间,化学反应已达到平衡状态,由于正反应为放热反应,温度升高平衡向逆反应方向移动,所以甲醇的体积分数减少,
故答案为:T1-T2区间,化学反应未达到平衡状态,温度越高,化学反应速率越快,所以甲醇的体积分数随着温度的升高而提高.T3-T4区间,化学反应已达到平衡状态,由于正反应为放热反应,温度升高平衡向逆反应方向移动,所以甲醇的体积分数减少;
③将容器c中的平衡状态转变到容器d中的平衡状态,即降低甲醇的含量,使平衡逆向移动,可采取的措施有:升温、减压,
故答案为:升温;降压.
练习册系列答案
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反应CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)在800℃达到平衡时,分别改变下列条件,K值会发生变化的是(  )
A.将体积减小至原来的一半
B.加入催化剂
C.将反应温度升高至1000℃
D.增大水蒸气的浓度

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已知一定条件下,N2(g)和H2(g)反应生成2molNH3(g)放出92.4kJ热量.在同温同压下,向两个相同的容积可变的密闭容器中分别通入1molN2、4molH2和0.5molN2、2molH2,在同温同压条件下达到平衡,分别放出热量Q1kJ和Q2kJ,则下列关系正确的是(  )
A.2Q2=Q1=92.4B.2Q2<Q1<92.4
C.2Q2=Q1<92.4D.Q2=Q1<92.4

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改变下列哪个条件,一定会引起平衡的移动(  )
A.温度B.浓度C.压强D.催化剂

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某温度下,在一容积不变的密闭容器中,A(g)+2B(g)?3C(g)达到平衡时,A.B和C的物质的量分别为3mol、2mol和4mol,若温度不变,向容器内的平衡混合物中再加入A、C各lmol,此时该平衡移动的方向为(  )
A.向左移动B.向右移动C.不移动D.无法判断

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可逆反应:A(g)+B(g)?C(s)+2D(g)的△H>0,如图所示为正逆反应速率(v)与时间(t)的关系,如果在t1时刻改变以下条件:
①加入A;
②加入催化剂;
③加压;
④升温;
⑤移走C;
符合图示的条件是(  )
A.②③B.①②C.③④D.④⑤

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已知反应A2(g)+2B2(g)?2AB2(g)(正反应放热),下列说法正确的(  )
A.升高温度,正向反应速率减小,逆向反应速率增加
B.升高温度有利于反应速率增加,从而缩短达到平衡的时间
C.达到平衡后,升高温度或增大压强都有利于该反应平衡正向移动
D.达到平衡后,降低温度或减小压强都有利于该反应平衡正向移动

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A.甲、乙提高相同温度
B.甲中加入0.1molHe,乙不变
C.甲降低温度,乙不变
D.甲增加0.1molH2,乙增加0.1molI2

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在高温下反应2HBr(g)═H2(g)+Br2(g),△H>0达到平衡时要使混合气体颜色加深,可采取的方法是(  )
A.减小压强B.缩小体积
C.升温D.增大H2的浓度

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