專題3.4反應(yīng)中的投料比與轉(zhuǎn)化率的相關(guān)問題

【考綱要求】

1、了解轉(zhuǎn)化率的概念，能計(jì)算物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率；

2、掌握反應(yīng)中的投料比與轉(zhuǎn)化率的關(guān)系與方法規(guī)律。

【核心知識(shí)梳理】

1.概念

轉(zhuǎn)化率是指反應(yīng)進(jìn)行到一定程度時(shí)某一反應(yīng)物轉(zhuǎn)化的百分率。平衡轉(zhuǎn)化率是可逆反應(yīng)達(dá)到平

衡狀態(tài)時(shí)某反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化百分率。

2.數(shù)學(xué)表達(dá)式

對于反應(yīng)〃zA(g)+“B(g)皤診pC(g)+qD(g),A(g)的平衡轉(zhuǎn)化率可表示為:

co(A)—c平(A)

如)=co(A)MOO%

co(A)代表A的初始濃度，c平(A)代表A的平衡濃度。

3、“三段式”法應(yīng)用于化學(xué)平衡的計(jì)算

⑴一個(gè)模式一“三段式”

如加A(g)+〃B(g)摩力pC(g)+qD(g),令A(yù)、B起始物質(zhì)的量濃度分別為amoLLr、6moiL

-i,達(dá)到平衡后消耗A的物質(zhì)的量濃度為nwnolL-i。

“A(g)+"B(g)解.pC(g)+qD(g)

起始(mol)ab00

變化(mol)mxnxpxqx

平衡(mol)a—mxb~nxpxqx

(qx)q

則K—z\^lUUVoo

va—mx)(b—〃尤)WALa

(2)明確三個(gè)量的關(guān)系

①三個(gè)量：即起始量、變化量、平衡量。

②對于同一反應(yīng)物，起始量一變化量=平衡量。

③對于同一生成物，起始量+變化量=平衡量。

④各轉(zhuǎn)化量之比等于各反應(yīng)物的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。

(3)掌握四個(gè)公式

①恒容條件下反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率=：;黑;X100%=；:喘x100%。

②生成物的產(chǎn)率：實(shí)際產(chǎn)量(指生成物)占理論產(chǎn)量的百分?jǐn)?shù)。一般來講，轉(zhuǎn)化率越高，原料

利用率越高，產(chǎn)率越高。產(chǎn)率=筑屋xlOO%。

③平衡時(shí)混合物組分的百分含量=平衡時(shí)各物質(zhì)的總量xlOO%o

4、平衡轉(zhuǎn)化率的分析與判斷方法

⑴反應(yīng)aA(g)+bB(g)=^cC(g)+冷(g)的轉(zhuǎn)化率分析

①若反應(yīng)物起始物質(zhì)的量之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，達(dá)到平衡后，它們的轉(zhuǎn)化率相等。

②若只增加A的量，平衡正向移動(dòng)，B的轉(zhuǎn)化率提高，A的轉(zhuǎn)化率降低。

③若按原比例同倍數(shù)地增加(或降低)A、B的濃度，等效于壓縮(或擴(kuò)大)容器容積，氣體

反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率與化學(xué)計(jì)量數(shù)有關(guān)。

a~\~b=c~\~dA、B的轉(zhuǎn)化率不變

同倍增大

a~\-b>c~\-dA、B的轉(zhuǎn)化率增大

c(A)和c(B)

a-\-b<c-\~dA,B的轉(zhuǎn)化率減小

(2)反應(yīng)加人組)：^=^〃8恒)+4(2(8)的轉(zhuǎn)化率分析

在人丫不變時(shí)，增加A的量，等效于壓縮容器容積，A的轉(zhuǎn)化率與化學(xué)計(jì)量數(shù)有關(guān)。

m—n+qA的轉(zhuǎn)化率不變

增大c(A)<，">w+qA的轉(zhuǎn)化率增大

jn<n-VqA的轉(zhuǎn)化率減小

【精準(zhǔn)訓(xùn)練1】

1、在密閉容器中，給一氧化碳和水蒸氣的氣體混合物加熱，在催化劑存在下發(fā)生反應(yīng)：CO(g)

+H2O(g);——H2(g)+CO2(g)o在500℃時(shí)，平衡常數(shù)K=9。若反應(yīng)開始時(shí)，一氧化碳和

水蒸氣的濃度都是0.2moLLr,則在此條件下CO的轉(zhuǎn)化率為()

A.25%B.50%C.75%D.80%

2、(雙選)一定條件下，通過下列反應(yīng)可實(shí)現(xiàn)燃煤煙氣中硫的回收：

SO2(g)+2CO(g)^C—2CO2(g)+S(l)zlH<0若反應(yīng)在恒容的密閉容器中進(jìn)行，下列有關(guān)說

法正確的是

A.平衡前，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，容器內(nèi)壓強(qiáng)逐漸變小

B.平衡時(shí)，其他條件不變，分離出硫，正反應(yīng)速率加快

C.平衡時(shí)，其他條件不變，升高溫度可提高SO2的轉(zhuǎn)化率

D.其他條件不變，使用不同催化劑，該反應(yīng)平衡常數(shù)不變

3、已知反應(yīng)X(g)+Y(g)uiR(g)+Q(g)的平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系如表所示。830℃時(shí)，向

一個(gè)2L的密閉容器中充入0.2molX和0.8molY,反應(yīng)初始4s內(nèi)v(X)=0.005mol/(L-s)o下列

說法正確的是

溫度/℃70080083010001200

平衡常數(shù)1.71.11.00.60.4

A.4s時(shí)容器內(nèi)c(Y)=0.76mol/L

B.830C達(dá)平衡時(shí)，X的轉(zhuǎn)化率為80%

C.反應(yīng)達(dá)平衡后，升高溫度，平衡正向移動(dòng)

D.1200℃時(shí)反應(yīng)R(g)+Q(g)=^X(g)+Y(g)的平衡常數(shù)K=0.4

4、工業(yè)上用丁烷催化脫氫制備丁烯：C4Hio(g)C4H8(g)+H2(g)(正反應(yīng)吸熱)，將丁烷和

氫氣以一定的配比通過填充有催化劑的反應(yīng)器(氫氣的作用是活化催化劑)，反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化

率、產(chǎn)率與溫度、投料比有關(guān)。下列判斷不正確的是()

00

80

60

40

20

0

300400500600700

溫度

甲

A.由圖甲可知，x小于0.1

B.由圖乙可知，丁烯產(chǎn)率先增大后減小，減小的原因是氫氣是產(chǎn)物之一，隨著降?增大,

逆反應(yīng)速率減小

C.由圖丙可知，產(chǎn)率在590。。之前隨溫度升高而增大的原因可能是溫度升高平衡正向移

動(dòng)

D.由圖丙可知，丁烯產(chǎn)率在590℃之后快速降低的主要原因是丁烯高溫分解生成副產(chǎn)物

5、一定條件下，反應(yīng)：6H2(g)+2CC)2(g)-^C2H50H(g)+3H2(D(g)的數(shù)據(jù)如圖所示。

w

7_X

/I

<-v/

6Z

i

3v

5/

V

之

4/

v

艇

3Z

I

V

耳2

/1I

V7

g1

z)

v7

o

/

V

。5()06()07()08(M)溫度/K

反應(yīng)物起始物質(zhì)的量之比：

曲線I:n(H2):n(CO2)=2

曲線n:n(H2):n(CO2)=1.5

下列說法正確的是()

A.該反應(yīng)的△?>()

B.達(dá)平衡時(shí)，3V正(H2)=v逆(CCh)

C.b點(diǎn)對應(yīng)的平衡常數(shù)K大于c點(diǎn)

D.a點(diǎn)對應(yīng)的H2的平衡轉(zhuǎn)化率為90%

6、對于以下三個(gè)反應(yīng)，從反應(yīng)開始進(jìn)行到達(dá)到平衡后，保持溫度、體積不變，按要求回答

下列問題。

(l)PCl5(g)彳qPC13(g)+Cl2(g)

再充入PC15(g)，平衡向方向移動(dòng)，達(dá)到平衡后，PC15(g)的轉(zhuǎn)化率，PCk(g)

的百分含量______O

(2)2HI(g)^=^l2(g)+H2(g)

再充入HI(g),平衡向方向移動(dòng)，達(dá)到平衡后，HI的分解率,HI的百分含量

(3)2NO2(g)^=±N2O4(g)

再充入NO2(g),平衡向方向移動(dòng)，達(dá)到平衡后，NC>2(g)的轉(zhuǎn)化率，NO2(g)

的百分含量________。

(4)mA(g)+nB(g)、'pC(g)

同等倍數(shù)的加入A(g)和B(g),平衡移動(dòng)，達(dá)到平衡后，?m+n>p,A、B的轉(zhuǎn)化

率都,體積分?jǐn)?shù)都;②機(jī)+w=p,A、B的轉(zhuǎn)化率、體積分?jǐn)?shù)都；③〃?+w<p,

A、B的轉(zhuǎn)化率都,體積分?jǐn)?shù)都。

【真題感悟】

1、(2019?海南高考)反應(yīng)C2H6(g)^=±C2H4(g)+H2(g)AH>3在一定條件下于密閉容器中

達(dá)到平衡。下列各項(xiàng)措施中，不能提高乙烷平衡轉(zhuǎn)化率的是()

A.增大容器容積B.升高反應(yīng)溫度

c.分離出部分氫氣D.等容下通入惰性氣體

2、(2020?江蘇高考)CH4與CO2重整生成七和CO的過程中主要發(fā)生下列反應(yīng)

-1

CH4(g)+CO2(g)=2H2(g)+2CO(g)AH=247.1kJ-mol

H2(g)+CO2(g)==H2O(g)+CO(g)AH=41.2kJ-mori

在恒壓、反應(yīng)物起始物質(zhì)的量比M(CH4)：n(CO2)=l：1條件下，CH4和CCh的平衡轉(zhuǎn)

化率隨溫度變化的曲線如圖所示。下列有關(guān)說法正確的是()

20k//

〃tX

40060080010001200

溫度/K

A.升高溫度、增大壓強(qiáng)均有利于提高CH4的平衡轉(zhuǎn)化率

B.曲線B表示CH4的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化

C.相同條件下，改用高效催化劑能使曲線A和曲線B相重疊

D.恒壓、800K、“(CH。：〃(CO2)=1：1條件下，反應(yīng)至CH4轉(zhuǎn)化率達(dá)到X點(diǎn)的值，

改變除溫度外的特定條件繼續(xù)反應(yīng)，CH4轉(zhuǎn)化率不能達(dá)到Y(jié)點(diǎn)的值

3、(2020.全國UI卷)二氧化碳催化加氫合成乙烯是綜合利用CO2的熱點(diǎn)研究領(lǐng)域?；卮鹣铝?/p>

問題：

(1)CC)2催化加氫生成乙烯和水的反應(yīng)中，產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比?(C2H4)：?(H2O)=

o當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，若增大壓強(qiáng)，則”(C2H4)(填“變大”“變小”或“不變”)。

(2)理論計(jì)算表明，原料初始組成n(CO2)：R(H2)=1：3,在體系壓強(qiáng)為0.1MPa,反應(yīng)

達(dá)到平衡時(shí)，四種組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)x隨溫度T的變化如圖所示。

圖中，表示C2H4、CCh變化的曲線分別是、oCO2催化加氫合成C2H4

反應(yīng)的AH0(填“大于”或“小于”)。

(3)根據(jù)圖中點(diǎn)4(440,0.39),計(jì)算該溫度時(shí)反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=(列出計(jì)算式。

以分壓表示，分壓=總壓x物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。

(4)二氧化碳催化加氫合成乙烯反應(yīng)往往伴隨副反應(yīng)，生成C3H6、C3H8、C4H8等低碳燃。

一定溫度和壓強(qiáng)條件下，為了提高反應(yīng)速率和乙烯選擇性，應(yīng)當(dāng)

4、(2020?山東高考)探究CH3OH合成反應(yīng)化學(xué)平衡的影響因素，有利于提高CH30H的產(chǎn)率。

以CO2>H2為原料合成CH30H涉及的主要反應(yīng)如下：

1

I.CO2(g)+3H2(g);——CH3OH(g)+H2O(g)AM=-49.5kJmoF

1

II.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)AH2=-90.4kJ-mol-

III.CO2(g)+H2(g)^^CO(g)+H2O(g)AH3

回答下列問題：

(1)AH3=_______kJ-mol1o

(2)一定條件下，向體積為VL的恒容密閉容器中通入1molCO2和3molH2發(fā)生上述反

應(yīng)，達(dá)到平衡時(shí)，容器中CH30H(g)為amol,CO為6mol,此時(shí)HzCXg)的濃度為

moLL-i(用含a、b、V的代數(shù)式表示，下同)，反應(yīng)III的平衡常數(shù)為。

(3)不同壓強(qiáng)下，按照n(CO2)：R(H2)=1:3投料，實(shí)驗(yàn)測定CO2的平衡轉(zhuǎn)化率和CH30H

的平衡產(chǎn)率隨溫度的變化關(guān)系如圖所示。

升溫

圖甲

n(CO)初始—n(CO2)平衡

已知：CO2的平衡轉(zhuǎn)化率=2X100%

n(CO2)初始

n(CH3OH)平衡

CHOH的平衡產(chǎn)率=?X100%

3n(CO2)初始

其中縱坐標(biāo)表示CO2平衡轉(zhuǎn)化率的是圖________(填“甲”或"乙”)；壓強(qiáng)pi、P2、曲由大

到小的順序?yàn)?圖乙中T1溫度時(shí)，三條曲線幾乎交于一點(diǎn)的原因是

⑷為同時(shí)提高CO2的平衡轉(zhuǎn)化率和CH3OH的平衡產(chǎn)率，應(yīng)選擇的反應(yīng)條件為

(填字母)。

A.低溫、IWJ壓B.IWJ溫、低壓

C.低溫、低壓D.高溫、高壓

5、(2021?全國甲卷)二氧化碳催化加氫制甲醇，有利于減少溫室氣體二氧化碳?；卮鹣铝袉?/p>

題：

(1)二氧化碳加氫制甲醇的總反應(yīng)可表示為：CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)

該反應(yīng)一般認(rèn)為通過如下步驟來實(shí)現(xiàn)：

①CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)Aft=+41kJ-moF1

1

②CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)AH2=-90kJ-moF

總反應(yīng)的AH=________kJ-moP1；若反應(yīng)①為慢反應(yīng)，下列示意圖中能體現(xiàn)上述反應(yīng)

能量變化的是(填標(biāo)號)，判斷的理由是o

/VA

_>CO+HO+2HJ-

CO2+3H,2

CO+3HCHOII+HO

CH3OH+H2O2232

反應(yīng)進(jìn)施反應(yīng)進(jìn)包

(2)合成總反應(yīng)在起始物卷*-=3時(shí),

在不同條件下達(dá)到平衡，設(shè)體系中甲醇的物

Yl/X)

質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為X(CH3OH),在r=250℃下的MCH3OH)?p、在p=5xl()5Pa下的尤(CH3OH)?

f如圖所示。

61

6o

69

.O8

(O.6.O

H.O7

O

K6.O6

e.O5

E

O..O4

O.S.O

.03

O.2

O..01

200210220230240250260270280

①用各物質(zhì)的平衡分壓表示總反應(yīng)的平衡常數(shù)，表達(dá)式a=

②圖中對應(yīng)等壓過程的曲線是,判斷的理由是

③當(dāng)x(CH30H)=0.10時(shí)，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率a=,反應(yīng)條件可能為

或。

6、(2019?江蘇高考)CO?催化加氫合成二甲醛是一種CO2轉(zhuǎn)化方法，其過程中主要發(fā)生下列

反應(yīng)：

反應(yīng)I：CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)

AH=41.2kJmoC1

反應(yīng)II：2co2(g)+6H2(g)=CH3OCH3(g)+3H2O(g)

△8=—122.5kJmoF1

在恒壓、CO2和H2的起始量一定的條件下，CO2平衡轉(zhuǎn)化率和平衡時(shí)CH30cH3的選擇

性隨溫度的變化見圖。

2xCH30cH3的物質(zhì)的量

其中：CH30cH3的選擇性=反應(yīng)的CO2的物質(zhì)的量卜

①溫度高于300℃,CCh平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而上升的原因是

②220℃時(shí)，在催化劑作用下CCh與H2反應(yīng)一段時(shí)間后，測得CH30cH3的選擇性為

48%(圖中A點(diǎn))。不改變反應(yīng)時(shí)間和溫度，一定能提高CH30cH3選擇性的措施有

7、(2020?全國I卷?節(jié)選)硫酸是一種重要的基本化工產(chǎn)品。接觸法制硫酸生產(chǎn)中的關(guān)鍵工序

I版催化劑

是SO2的催化氧化：SO2(g)+2O2(g)SO3(g)△?=-98kJ.moPi。

回答下列問題：

(1)當(dāng)SO2(g)、O2(g)和N2(g)起始的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)分別為7.5%、10.5%和82%時(shí)，在0.5

MPa、2.5MPa和5.0MPa壓強(qiáng)下，SCh平衡轉(zhuǎn)化率a隨溫度的變化如圖(a)所示。反應(yīng)在5.0

MPa、550℃時(shí)的a=，判斷的依據(jù)是=影響a的因素有

⑵將組成(物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))為2m%SO2(g)>m%02(g)和q%Nz(g)的氣體通入反應(yīng)器，在

溫度人壓強(qiáng)p條件下進(jìn)行反應(yīng)。平衡時(shí)，若SO2轉(zhuǎn)化率為a,則SO3壓強(qiáng)為,平

衡常數(shù)(以分壓表示，分壓=總壓x物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。

(、。8

(3)研究表明，SO2催化氧化的反應(yīng)速率方程為a尸七廠(1一加)式中：左為反應(yīng)速

率常數(shù)，隨溫度，升高而增大；a為SCh平衡轉(zhuǎn)化率，優(yōu)為某時(shí)刻SCh轉(zhuǎn)化率，〃為常數(shù)。

在優(yōu)=0.90時(shí)，將一系列溫度下的ha值代入上述速率方程，得至八?f曲線，如圖(b)所示。

O

曲線上V最大值所對應(yīng)溫度稱為該“下反應(yīng)的最適宜溫度t,n.“時(shí)，V逐漸提高；t

>力"后，V逐漸下降。原因是O

【課時(shí)達(dá)標(biāo)訓(xùn)練】

1、向一容積為2L的恒容密閉容器中充入1molN2和4molH2,在一定溫度下發(fā)生反應(yīng):

N2(g)+3H2(g)7——2NH3(g)AH<0?10秒時(shí)達(dá)到平衡，c(NH3)為0.4moLL-L下列說法正

確的是（）

A.該反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)H2的轉(zhuǎn)化率為40%

B.降低溫度能使混合氣體的密度增大

C.向該容器中充入N2,平衡正向移動(dòng)

D.研發(fā)高效催化劑可大大提高NH3的產(chǎn)率

2、CO常用于工業(yè)冶煉金屬。在不同溫度下CO還原四種金屬氧化物達(dá)平衡后氣體中1g

與溫度⑺的關(guān)系曲線如圖。下列說法正確的是（）

A.通過增高反應(yīng)爐的高度，延長礦石和CO接觸的時(shí)間，能減少尾氣中CO的含量

B.CO不適宜用于工業(yè)冶煉金屬Cr

C.CO還原PbO?的反應(yīng)的AH>0

D.工業(yè)冶煉金屬Cu時(shí)，高溫有利于提高CO的轉(zhuǎn)化率

3、已知：2SO2（g）+O2（g）=^2s03（g）公》=-197.81<111101—1。起始反應(yīng)物為502和。2（物

質(zhì)的量之比為2：1,且總物質(zhì)的量不變）。S02的平衡轉(zhuǎn)化率（％）隨溫度和壓強(qiáng)的變化如下

表，下列說法不正確的是（）

壓強(qiáng)/(105pa)

溫度/K

1.015.0710.125.350.7

67399.299.699.799.899.9

72397.598.999.299.599.6

77393.596.997.898.699.0

A.一定壓強(qiáng)下降低溫度，S02的轉(zhuǎn)化率增大

B.在不同溫度、壓強(qiáng)下，轉(zhuǎn)化相同物質(zhì)的量的SO?所需要的時(shí)間相等

C.使用催化劑可以縮短反應(yīng)達(dá)到平衡所需的時(shí)間

D.工業(yè)生產(chǎn)通常不采取加壓措施是因?yàn)槌合耂02的轉(zhuǎn)化率已相當(dāng)高

4、H2s分解的熱化學(xué)方程式為2H2s(g)7~,2H2(g)+S2(g)△H=akJ-moL。向容積為1L

的恒容密閉容器中加入?(H2S)+?(Ar)=0.1mol的混合氣體(Ar不參與反應(yīng))，測得不同溫度

(TI>T2)時(shí)H2s的平衡轉(zhuǎn)化率隨寧粵比值的變化如圖所示。下列說法正確的是()

Yl\Ail*)

A.該反應(yīng)的a<0

B.平衡常數(shù)K(X)>K(Z)

C.平衡常數(shù)K(X)=0.0125

D.維持Y點(diǎn)時(shí)w(H2S)不變，向容器中充入Ar氣，H2s的平衡轉(zhuǎn)化率減小

H2C^；CH2(g)+HCl(g)^H2c—CH2⑴，

5、已知：OHOCl合成過程中的溫度與氯乙醇的

平衡產(chǎn)率關(guān)系如圖a,30。。下原料投料比與氯乙醇的平衡產(chǎn)率關(guān)系如圖b。

00C

軸

胃

95世

<

姻

忙A

翅90S

A，7

SM

M85

W

80

1：1.11：1.2

2040n(環(huán)氧乙烷)：n(IIC1)

圖a反應(yīng)溫度/力圖b

反應(yīng)隨溫度升高平衡產(chǎn)率降低的可能原因是________________;其他條

件不變時(shí)，降低環(huán)氧乙烷與HC1的投料比，環(huán)氧乙烷的平衡轉(zhuǎn)化率將(填“增大”“減

小”或“不變”)。

6、CH4-CO2催化重整對溫室氣體的減排具有重要意義,其反應(yīng)為CH4(g)+CO2(g)2CO(g)

-1

+2H2(g)A//=+247.3kJ-mol0回答下列問題：

(1)將原料按初始組成"(CH。：〃(CO2)=1：1充入密閉容器中，保持體系壓強(qiáng)為100kPa

發(fā)生反應(yīng)，達(dá)到平衡時(shí)CCh體積分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系如圖所示。

C

照

求

格

及

0

0

①7VC、100kPa下，〃(平衡時(shí)氣體)：〃(初始?xì)怏w)=；該溫度下，此反應(yīng)的平

衡常數(shù)Kp=(以分壓表示，列出計(jì)算式)。

②若A、B、C三點(diǎn)表示不同溫度和壓強(qiáng)下已達(dá)平衡時(shí)CCh的體積分?jǐn)?shù)，點(diǎn)

對應(yīng)的平衡常數(shù)最小，理由是；點(diǎn)對

應(yīng)壓強(qiáng)最大，理由是o

(2)900℃下，將CH4和CO2的混合氣體(投料比1：1)按一定流速通過盛有炭催化劑的

反應(yīng)器，測得CR的轉(zhuǎn)化率受炭催化劑顆粒大小的影響如圖所示。(注：目數(shù)越大，表示炭

催化劑顆粒越小)

一（6目）

決6o

、一（10目）

榔5o

？—（16g）

理4o

H寸

O3O

20

050100150200時(shí)間/min

由圖可知，75min后CH4轉(zhuǎn)化率與炭催化劑目數(shù)的關(guān)系為原

因是______________________________________________

7、甲烷和水蒸氣催化制氫主要有如下兩個(gè)反應(yīng)：

1

@CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)AH=+206kJ.mol-

1

②CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)NH=~41kJ-mol-

恒定壓強(qiáng)為100kPa時(shí)，將W(CH4):71(H2O)=1：3的混合氣體投入反應(yīng)器中，平衡時(shí),

各組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系如圖所示。

0.6

0.5

0.4

0.3

0.2

Or?????(?！

450550650750850

溫度/-C

回答下列問題:

寫出與生成和的熱化學(xué)方程式：

(1)CH4co2H2CO

(2)關(guān)于甲烷和水蒸氣催化制氫反應(yīng)，下列敘述正確的是(填字母)。

A.恒溫、恒容條件下，加入惰性氣體，壓強(qiáng)增大，反應(yīng)速率加快

B.恒溫、恒容條件下，加入水蒸氣，活化分子百分?jǐn)?shù)增大，反應(yīng)速率加快

C.升高溫度，活化分子百分?jǐn)?shù)增大，有效碰撞頻率增大，反應(yīng)速率加快

D.加入合適的催化劑，降低反應(yīng)溫度也能實(shí)現(xiàn)單位時(shí)間轉(zhuǎn)化率不變

(3)系統(tǒng)中H2的含量在700。。左右出現(xiàn)峰值,試從化學(xué)平衡的角度解釋出現(xiàn)峰值的原因:

①低于700℃,

②高于700℃,

(4)已知投料比為"(CH4)：〃32。)=1：3的混合氣體，p=100kPa。600℃時(shí)，CH4的平

衡轉(zhuǎn)化率為,反應(yīng)①的平衡常數(shù)的計(jì)算式為&=(a是以分壓表示的平衡常

數(shù)，分壓=總壓x物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。

8、在保持體系總壓為105Pa的條件下進(jìn)行反應(yīng)：SO2+1o2^^SO3，原料氣中SO2和O2

的物質(zhì)的量之比，"m=嚕?］不同時(shí)，SO2的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度⑺的關(guān)系如圖所示:

%

(

M

W

解

題

詳

O

S

(1)圖中根1、相、必的大小順序?yàn)閛反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)Kp表達(dá)式為(用

平衡分壓代替平衡濃度表示)。

⑵圖中A點(diǎn)原料氣的成分：〃(SO2)=10mol,及(02)=24.4mol,n(N2)=70mol,達(dá)平衡時(shí)

SO2的分壓〃(SO2)為Pa(分壓=總壓X物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。

9、一定條件下，CCh和CO可以互相轉(zhuǎn)化。

(1)某溫度下，在容積為2L的密閉容器按甲、乙兩種方式投入反應(yīng)物發(fā)生反應(yīng):

CO2(g)+H2(g)____、CO(g)+H2O(g)。

容器反應(yīng)物

甲8molCO2(g)>16molH2(g)

乙wmolCO2(g)>xmolH?(g)>ymolCO(g)>zmolH?O(g)

甲容器15min后達(dá)到平衡，此時(shí)C02的轉(zhuǎn)化率為75%。則0~15min內(nèi)平均反應(yīng)速率

V(H2)=