二甲醚(CH3OCH3)是優(yōu)良的潔凈燃料,利用CO2催化加氫制二甲醚過(guò)程中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為
反應(yīng)Ⅰ:CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)ΔH1>0
反應(yīng)Ⅱ:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)ΔH2<0
反應(yīng)Ⅲ:2CH3OH(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g)ΔH3<0
一定條件下,在恒容密閉容器中按n(H2)n(CO2)=3投料進(jìn)行上述反應(yīng),CO2的平衡轉(zhuǎn)化率及CO、CH3OCH3、CH3OH的平衡體積分?jǐn)?shù)隨溫度變化如圖所示。
(1)圖中曲線X表示 CH3OCH3(或二甲醚)CH3OCH3(或二甲醚)的平衡體積分?jǐn)?shù)隨溫度變化,溫度從453K上升至573K,CO2的平衡轉(zhuǎn)化率變化的原因是 453K到553K,主要發(fā)生反應(yīng)Ⅱ,反應(yīng)Ⅱ正反應(yīng)放熱,溫度升高CO2的平衡轉(zhuǎn)化率下降,553K到573K,主要發(fā)生反應(yīng)Ⅰ,反應(yīng)Ⅰ正反應(yīng)吸熱,溫度升高CO2的平衡轉(zhuǎn)化率升高453K到553K,主要發(fā)生反應(yīng)Ⅱ,反應(yīng)Ⅱ正反應(yīng)放熱,溫度升高CO2的平衡轉(zhuǎn)化率下降,553K到573K,主要發(fā)生反應(yīng)Ⅰ,反應(yīng)Ⅰ正反應(yīng)吸熱,溫度升高CO2的平衡轉(zhuǎn)化率升高,能同時(shí)提高CH3OCH3的平衡體積分?jǐn)?shù)和CO2的平衡轉(zhuǎn)化率的措施是 增大壓強(qiáng)增大壓強(qiáng)。
(2)一定溫度下,向體積為1L的恒容密閉容器中通入1molCO2和3molH2進(jìn)行上述反應(yīng),反應(yīng)經(jīng)10min達(dá)平衡,CO2的平衡轉(zhuǎn)化率為30%,容器中CO(g)為0.05mol,CH3OH(g)為0.05mol。前10minCH3OCH3(g)的反應(yīng)速率為 0.01mol/(L?min)0.01mol/(L?min)。繼續(xù)向容器中加入0.1molCH3OH(g)和0.1molH2O(g),此時(shí)反應(yīng)Ⅲ向正反應(yīng)方向進(jìn)行向正反應(yīng)方向進(jìn)行(填“向正反應(yīng)方向進(jìn)行”“向逆反應(yīng)方向進(jìn)行”或“處于平衡狀態(tài)”)。
(3)氮氧化物發(fā)生的反應(yīng)是討論化學(xué)平衡問(wèn)題的常用體系。對(duì)于反應(yīng)2NO+O2?2NO2,有人提出如下反應(yīng)歷程:
第一步2NO?N2O2 快速平衡
第二步N2O2+O2→2NO2 慢反應(yīng)
其中可近似認(rèn)為第二步反應(yīng)不影響第一步的平衡。下列表述正確的是 CDCD(填字母)。
A.v(第一步的逆反應(yīng))<v(第二步反應(yīng))
B.N2O2是反應(yīng)的中間產(chǎn)物
C.第二步反應(yīng)活化能較高
D.第二步中N2O2與O2的每一次碰撞均是有效碰撞
(4)已知:N2O4(g)?2NO2(g)ΔH>0。298K時(shí),將一定量N2O4氣體充入恒容的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)。t1時(shí)刻反應(yīng)達(dá)到平衡,混合氣體平衡總壓強(qiáng)為p,N2O4氣體的平衡轉(zhuǎn)化率為25%,則反應(yīng)N2O4(g)?2NO2(g)的平衡常數(shù)Kp=415p415p(分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)),研究發(fā)現(xiàn),v正=k正?p(N2O4),v逆=k逆?p2(NO2)。若上述反應(yīng)在298K,總壓強(qiáng)p=1.5kPa,k逆=60s-1,則k正=24s-124s-1(注明速率常數(shù)單位)。
n
(
H
2
)
n
(
C
O
2
)
4
15
4
15
【考點(diǎn)】化學(xué)平衡的計(jì)算;化學(xué)平衡的影響因素.
【答案】CH3OCH3(或二甲醚);453K到553K,主要發(fā)生反應(yīng)Ⅱ,反應(yīng)Ⅱ正反應(yīng)放熱,溫度升高CO2的平衡轉(zhuǎn)化率下降,553K到573K,主要發(fā)生反應(yīng)Ⅰ,反應(yīng)Ⅰ正反應(yīng)吸熱,溫度升高CO2的平衡轉(zhuǎn)化率升高;增大壓強(qiáng);0.01mol/(L?min);向正反應(yīng)方向進(jìn)行;CD;p;24s-1
4
15
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:17引用:1難度:0.7
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1.反應(yīng) 4A(g)+5B(g)?4C(g)+6D(g)在 5L 的密閉容器中進(jìn)行,半分鐘后,C 的物質(zhì)的量增 加了 0.30mol。下列敘述正確的是( ?。?/h2>
發(fā)布:2024/12/30 19:30:2組卷:59引用:6難度:0.6 -
2.將2molX和2molY充入2L密閉容器中進(jìn)行反應(yīng):X(g)+3Y(g)?2Z(g)+aQ(g)。2min末該反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),生成了0.8molZ,測(cè)得Q的濃度為0.4mol/L。下列敘述錯(cuò)誤的是( ?。?/h2>
發(fā)布:2024/12/30 15:0:1組卷:11引用:2難度:0.6 -
3.將等物質(zhì)的量的A、B混合于2L的密閉容器中,發(fā)生如下反應(yīng):3A(g)+B(g)?xC(g)+2D(g),經(jīng)5min后,測(cè)得D的濃度為0.5mol/L,c(A):c(B)=3:5,C的平均反應(yīng)速率為0.1mol/(L?min).求:
(1)此時(shí)A的濃度c(A)=
(2)B的平均反應(yīng)速率v(B)=
(3)x的值為發(fā)布:2024/12/30 19:0:1組卷:162引用:26難度:0.3
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