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(2011•中山三模)某研究小组为探讨反应A(g)+2B(g)⇌2C(g)+D(s)在催化剂存在的条件下对最适宜反应条件进行了一系列的实验,并根据所得实验数据绘制出如图:图中C%为反应气体混

题目详情
(2011•中山三模)某研究小组为探讨反应 A(g)+2B(g)⇌2C(g)+D(s)在催化剂存在的条件下对最适宜反应条件进行了一系列的实验,并根据所得实验数据绘制出如图:图中C%为反应气体混合物中C的体积百分含量(所有实验的反应时间相同).
(1)该反应的反应热为△H______ 0(填>、<或=)
(2)点M和点N处平衡常数K的大小是:KM______KN(填“>”、“<”或“=”)
(3)工业上进行该反应获得产品C 的适宜条件是:
温度为______℃,选择该温度的理由是______
压强为______,选择该压强的理由是______
(4)试解释图中350℃前C%变化平缓而后急剧增大、500℃以后又缓慢增加的可能原因:______.
▼优质解答
答案和解析
(1)根据图象判断,温度升高,C%增大,说明平衡向正反应方向移动,则正反应为吸热反应,故答案为:>;
(2)点M和点N处于相同温度,而平衡常数只受温度的影响,则二者平衡常数相等,故答案为:=;
(3)低于500℃时,C%值太小,高于500℃时C%随温度的升高而增大的幅度不明显,但由于升温带来的燃料及设备成本要求会明显增加,所以选择500℃较为合适;
在相同温度时,压强对产率的影响并不大,但压强过大,对设备的要求较高,所以合适的压强为101kPa,
故答案为:500;低于500℃时,C%值太小,高于500℃时C%随温度的升高而增大的幅度不明显,但由于升温带来的燃料及设备成本要求会明显增加;101kPa;随着压强的增大,C%的增大幅度并不明显,而由于压强增大而带来的动力,设备成本的大幅度增加,故选择常压;
(4)在不同的温度下,催化剂的活性不同,由转化率的变化可知,在350℃以下时,转化率较小,反应速率较小,500℃以上反应转化率变化不大,催化剂对平衡移动无影响,由此可以看出催化剂的活性较大时在350℃~500℃之间较好.
故答案为:该反应需要在特定的催化剂作用下才能顺利进行,而该催化剂只有在350℃以上才能体现催化活性并在500℃左右时催化效果最好,500℃以上的变化为温度变化导致平衡移动的情形.