问题标题:
【工业上由焦炭或天然气制氢气的过程中会产生一氧化碳.为了除去氢气中混有的一氧化碳,可在催化剂存在的条件下将一氧化碳与水蒸气发生反应:CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)△H=-41.0kJ】
问题描述:

工业上由焦炭或天然气制氢气的过程中会产生一氧化碳.为了除去氢气中混有的一氧化碳,可在催化剂存在的条件下将一氧化碳与水蒸气发生反应:CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)△H=-41.0kJ•mol-1

该反应在工业上被称为“一氧化碳变换”.

(1)写出该反应的平衡常数表达式:K=______.

K(200℃)______K(300℃)(填“>”、“=”或“<”).

(2)恒温恒容条件下,以下能说明该反应达到平衡状态的是______(填字母序号).

a.ν消耗(CO)=ν生成(H2O)

b.c(CO2)=c(CO)

c.混合气体的总物质的量不再改变

d.混合气体的密度不再改变

(3)某温度下,在一个容积为10L的密闭容器中加入1mol CO和4mol H2O(g),反应经20min后达到平衡,测得该反应实际放出的热量为32.8kJ,迅速导出热量,保持环境温度不变,该时间范围内反应的平均速率ν (CO )=_________;平衡常数K的数值为______.

(4)某工业合成氨的原料气组成为:H2 40%、N2 20%、CO 30%、CO210%(均为体积分数).现采用“一氧化碳变换”法,向上述原料气中加入水蒸气,将其中的CO除去.已知不同温度及反应物投料比(n(H2O)n(CO))QUOTE下,变换后平衡混合气体中CO的体积分数如下表所示:

 
 =1=3=5
200
250
300
350
1.70
2.73
6.00
7.85
0.21
0.30
0.84
1.52
0.02
0.06
0.43
0.80
①从表中数据可以得到控制不同条件时CO的转化率的变化规律.能使CO的转化率升高,可改变的条件是______、______.

②温度是一氧化碳变换工艺中最重要的工艺条件,实际生产过程中将温度控制在300℃左右,其原因是______.

③温度为300℃、n(H2O)n(CO)=1时,变换后的平衡混合气体中CO2的体积分数是______(结果保留3位有效数字).

孙继文回答:
  (1)反应CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)的平衡常数表达式为:K=c(CO
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