一定条件下，在5L恒容密闭容器中充入和，发生主反应CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)和副反应CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)。测得温度对平衡产率的影响如图所示。

1. 一定条件下，在5L恒容密闭容器中充入 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，发生主反应

CO₂(g)+3H₂(g)⇌CH₃OH(g)+H₂O(g)和副反应CO₂(g)+H₂(g)⇌CO(g)+H₂O(g)。测得温度对 $\text{[math]}$ 平衡产率的影响如图所示。

(1) 主反应的△H(填“>”或“<”)0，该反应在(填“高温”、“低温”或“任意温度”)条件下自发进行。

(2) $\text{[math]}$ 时，反应达到平衡，此时测得 $\text{[math]}$ 的物质的量为 $\text{[math]}$ 的物质的量为0.2mol，则混合气体中碳元素的质量为g，主反应的K=。

(3) 反应达到平衡后，若保持温度和体积不变，向密闭容器中充入少量的稀有气体，则甲醇的生成速率(填“增大”“减小”或“不变”)，主反应的化学平衡(填“向正反应方向”“向逆反应方向”或“不”)移动。

(4) 为增大CH₃OH的平衡产率，生产上可采用的措施有(填字母)

a.降低反应温度　　b.使用选择主反应的高效催化剂　　c.分离出甲醇

【考点】

化学平衡常数; 化学平衡的影响因素;

【答案】

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综合题普通

反应Ⅰ： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

反应Ⅱ： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

反应Ⅲ： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

甲烷水蒸气重整过程中自由能( $\text{[math]}$ ，设 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 不随温度变化)随温度变化趋势如图1所示：

判断反应Ⅰ、Ⅱ反应焓变的符号： $\text{[math]}$ 0， $\text{[math]}$ 0(填“>”或“<”)，在1200℃时，发生的反应有：(选用“Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ”作答)。

①写出 $\text{[math]}$ 与水反应生成 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的离子方程式：。

②分析掺杂 $\text{[math]}$ 能提高制 $\text{[math]}$ 效率的原因。

综合题困难

根据上述实验结果，计算 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 。

催化剂 $\text{[math]}$ 对应的活化能为 $\text{[math]}$ 。催化效果： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ (填“>”、“<”或“=”)。

① $\text{[math]}$ 点 $\text{[math]}$ 的体积分数为(计算结果以最简分数表示)。

② $\text{[math]}$ 温度下用分压表示的平衡常数 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ (计算结果以最简分数表示)。

③ $\text{[math]}$ 且 $\text{[math]}$ 时， $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。

④图中温度最高的是(填“ $\text{[math]}$ ”、“ $\text{[math]}$ ”或“ $\text{[math]}$ ”)。

综合题困难

T/℃	700	800	830	1000	1200
K	0.6	0.9	1.0	1.7	2.6

综合题普通