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工业上合成甲醇的反应为:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)△H<0.500℃,5MPa条件下,将0.20molCO与0.58molH2的混合气体充入2L恒容密闭容器发生反应,反应过程中甲醇的物质的量浓度随时间的变化
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更新时间:2024-04-20 07:18:39
问题描述:

工业上合成甲醇的反应为:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)△H<0.500℃,5MPa条件下,将0.20mol CO与0.58mol H2的混合气体充入2L恒容密闭容器发生反应,反应过程中甲醇的物质的量浓度随时间的变化如图所示

(1)利用△H-T△S判断,该反应在___条件下自发进行(填“高温”“低温”、或“任何温度”).

(2)计算500℃时该反应的平衡常数K=___.CO 的平衡转化率为___.

(3)下列措施可增大甲醇产率的是___.

A.压缩容器体积 B.将CO(g)从体系中分离

C.充入He,使体系总压强增大 D.再充入0.20mol CO和0.58mol H2

(4)可判断可逆反应达到平衡状态的依据是___.

A.v正(CO)=2v逆(H2)

B.混合气体的密度不变

C.混合气体的平均相对分子质量不变

D.容器中CO、H2、CH3OH的物质的量之比为1:2:1

E.混合气体压强不再随时间变化而变化

(5)若其它条件不变,使反应在300℃下进行,在上图中作出甲醇的物质的量浓度随时间的变化的示意图.

刘俭回答:
  (1)CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)△H<0,300℃,该反应的反应物有3mol气体,生成物有1mol气体,所以△S<0,反应自发进行△H-T△S<0,故低温下满足△H-T△S<0,   故答案为:低温;   (2)500℃,5MPa条件下,将0.20mol CO与0.58mol H2的混合气体充入2L恒容密闭容器发生反应,图象中达到平衡状态甲醇浓度为0.02mol/L,                 CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)△H<0.   起始量(mol/L)0.10    0.29     0   变化量(mol/L) 0.02    0.04    0.02   平衡量(mol/L)0.08    0.25    0.02   平衡常数K=生成物平衡浓度幂次方乘积反应物平衡浓度幂次方乘积
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