(14分) 二氧化碳与氢气催化合成甲醇,发生的反应为:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)
(1)已知:
化学键 |
H-H |
C-O |
C=O |
H-O |
C-H |
键能/kJ·mol-1 |
436 |
326 |
803 |
464 |
414 |
计算上述反应的△H= kJ.mol-1。
(2)一定条件下,将n(CO2):n(H2)=1:1的混合气充入恒温恒容密闭容器中,下列事实可以说明该反应已达平衡的是 (填选项字母)。
A.容器内气体密度保持不变
B.CO2的体积分数保持不变
C.H2O(g)与CO2(g)的生成速率之比为1∶1
D.该反应的平衡常数保持不变
E.混合气体的平均相对分子质量不变
F.容器中压强保持不变
(3)一定条件下,往2L恒容密闭容器中充入1.2molCO2和3.6molH2,在不同催化剂作用下的反应I、反应II与反应III,相同时间内CO2转化率随温度变化的数据如表所示,据表中数据绘制“图1”:
相同时间内CO2转化率 |
T1 |
T2 |
T3 |
T4 |
T5 |
反应Ⅰ |
65% |
77% |
80% |
80% |
66.67% |
反应Ⅱ |
56% |
67% |
76% |
80% |
66.67% |
反应Ⅲ |
48% |
62% |
72% |
80% |
66.67% |
(T5时,图1中C点转化率为66.67%,即转化了2/3)
①催化剂效果最佳的反应是 (填“反应I”,“反应II”,“反应III”)。
②T3的b点v(正) v(逆)(填 “>”, “<”, “="”" )。
③T4的a点转化率比T5的c点高的原因是 。
④在温度为T5时,该反应的平衡常数K= 。
⑤在温度为T5时,CH3OH的浓度随时间变化的趋势如“图2”所示。
当时间到达t1时,将生成的甲醇和水同时除去,并维持该温度,在 t2时达新平衡。
请在“图2”中画出t1时刻后CH3OH的浓度变化总趋势曲线。