低碳经济呼唤新能源和清洁环保能源。煤化工中常需研究不同温度下的平衡常数、投料比及热值等问题。
已知:CO(g) + H2O(g)H2(g) + CO2(g)的平衡常数随温度的变化如下表:
温度/℃
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400
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500
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850
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平衡常数
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9.94
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9
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1
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请回答下列问题:
(1)上述正反应方向是 反应(填“放热”或“吸热”)。
(2)850℃时在体积为10L反应器中,通入一定量的CO和H2O(g)发生上述反应,CO和H2O(g)浓度变化如下图,则0~4 min的平均反应速率v(CO)=______ mol/(L·min)
时 间(min)
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CO
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H2O
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CO2
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H2
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0
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0.200
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0.300
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0
|
0
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2
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0.138
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0.238
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0.062
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0.062
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3
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C1
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C2
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C3
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C3
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4
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C1
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C2
|
C3
|
C3
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5
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0.116
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0.216
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0.084
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6
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0.096
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0.266
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0.104
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t1℃时物质浓度(mol/L)的变化
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(3) t1℃(高于850℃)时,在相同容器中发生上述反应,容器内各物质的浓度变化如上表。
①表中3 min~4 min之间反应处于_____状态;C1数值_____0.08 mol/L (填大于、小于或等于)。
②反应在4 min~5 min,平衡向逆方向移动,可能的原因是____(单选),表中5 min~6 min之间数值发生变化,可能的原因是______(单选)。
A.增加水蒸气 |
B.降低温度 |
C.使用催化剂 |
D.增加氢气浓度 |
(4)若在500℃时进行,若CO、H2O的起始浓度均为0.020mol/L,在该条件下,CO的最大转化率为: 。
(5)若在850℃进行,设起始时CO和H2O(g)共为5mol,水蒸气的体积分数为X;平衡时CO转化率为Y,试推导Y随X变化的函数关系式为 。