以CO2为碳源制取低碳有机物成为国际研究焦点，下面为CO2加氢制取乙醇的反应：2CO2（g）+6H2（g）催化剂CH3CH2OH（g）+3H2O（g）-Q（Q＞0）在密闭容器中，按H2与CO2的物质的量之比为3：1进行投料

Question

以CO₂为碳源制取低碳有机物成为国际研究焦点，下面为CO₂加氢制取乙醇的反应：2CO₂（g）+6H₂（g）

催化剂

CH₃CH₂OH（g）+3H₂O（g）-Q（Q＞0）
在密闭容器中，按H₂与CO₂的物质的量之比为3：1进行投料，在5MPa下测得不同温度下平衡体系中各种物质的体积分数（y%）如图所示．完成下列填空：
（1）表示CH₃CH₂OH体积分数曲线的是______（选填序号）
（2）在一定温度下反应达到平衡的标志是______（选填编号）
a．平衡常数K不再增大
b．CO₂的转化率不再增大
c．混合气体的平均相对分子质量不再改变
d．反应物不再转化为生成物
（3）其他条件恒定，如果想提高CO₂的反应速率，可以采取的反应条件是______（选填编号）；达到平衡后，能提高H₂转化率的操作是______（选填编号）
a．降低温度  b．充入更多的H₂ c．移去乙醇   d．增大容器体积
（4）图中曲线Ⅱ和Ⅲ的交点a对应的体积分数y_a=______%

Answer 1

反应为吸热反应，升高温度平衡向正反应方向移动，升高温度CH₃CH₂OH含量升高，CO₂与H₂的含量降低，平衡时H₂O的含量是CH₃CH₂OH含量的三倍，符合条件的曲线为II；
故答案为：II；
（2）在一定温度下反应达到平衡的标志是：
a．平衡常数K只与温度有关，与是否达到平衡状态无关，故a错误；
b．CO₂的转化率不再增大，即反应达到限度，是平衡状态，故b正确；
c．反应后气体的物质的量减少，质量不变，所以混合气体的平均相对分子质量逐渐增大，当混合气体的平均相对分子质量不再改变时即是平衡状态，故c正确；
d．反应达到平衡状态是正逆反应仍在进行，所以不存在反应物不再转化为生成物的状态，故d错误；
故答案为：bc；
（3）其他条件恒定，如果想提高CO₂的反应速率，可以采取的反应条件是：
a、降低温度，反应速率减小，故A错误；
b、补充H₂，反应物的浓度增大，反应速率加快，故B正确；
c、移去甲醇，生成物浓度减小，速率降低，平衡向正反应移动，故c错误；
d、增大容器体积，各反应物的浓度减小，反应速率降低，故d错误；
故答案为：b；
达到平衡后，能提高H₂转化率的操作是：
a、已知该反应为吸热反应，降低温度，平衡逆向移动，氢气的转化率减小，故a不符合；
b、补充H₂，氢气反应物的浓度增大，提高二氧化碳转化率，本身转化率减小，故b不符合；
c、移去甲醇，生成物浓度减小，平衡向正反应移动，氢气转化率增大，故c符合；
d、增大容器体积，压强减小，平衡向逆方向移动，氢气的转化率减小，故d不符合；
故答案为：b；c；
（4）a点为II和III的交点，设此时II C₂H₅OH体积为V，那么III H₂也为V，可知为CO₂ 为(1)/(3)V，H₂O为C₂H₅OH的三倍，则为3V，
所以a对应的体积分数y_a=(V)/(V+V+(1)/(3)V+3V)×100%=18.75%；
故答案为：18.75．