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(14分)工业上由焦炭或夭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=-41.0 kJ·mol-l .

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)在773K时,一氧化碳发生反应的平衡常数K=9,如反应开始时CO和H2O的浓度都是0.020·mol-l ,则在此反应条件下一氧化碳的转化率为 。

(3)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,以除去其中的CO。已知不同温度及反应物投料比()下,变换后平衡混合气体中CO的体积分数如下表所示:

CO的体积分数/% 投料比

温度/℃

=1

=3

=5

200

1.70

0.21

0.02

250

2.73

0.30

0.06

300

6.00

0.84

0.43

350

7.85

1.52

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℃、=1时,反应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)o

练习册系列答案
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(6)净化II中加入Zn的目的是______________________________________________。

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