二甲醚(CH3OCH3)是优良的洁净燃料,利用CO2催化加氢制二甲醚过程中发生的化学反应为
反应Ⅰ:CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)ΔH1>0
反应Ⅱ:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)ΔH2<0
反应Ⅲ:2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g)ΔH3<0
一定条件下,在恒容密闭容器中按n(H2)n(CO2)=3投料进行上述反应,CO2的平衡转化率及CO、CH3OCH3、CH3OH的平衡体积分数随温度变化如图所示。

(1)图中曲线X表示 CH3OCH3(或二甲醚)CH3OCH3(或二甲醚)的平衡体积分数随温度变化,温度从453K上升至573K,CO2的平衡转化率变化的原因是 453K到553K,主要发生反应Ⅱ,反应Ⅱ正反应放热,温度升高CO2的平衡转化率下降,553K到573K,主要发生反应Ⅰ,反应Ⅰ正反应吸热,温度升高CO2的平衡转化率升高453K到553K,主要发生反应Ⅱ,反应Ⅱ正反应放热,温度升高CO2的平衡转化率下降,553K到573K,主要发生反应Ⅰ,反应Ⅰ正反应吸热,温度升高CO2的平衡转化率升高,能同时提高CH3OCH3的平衡体积分数和CO2的平衡转化率的措施是 增大压强增大压强。
(2)一定温度下,向体积为1L的恒容密闭容器中通入1molCO2和3molH2进行上述反应,反应经10min达平衡,CO2的平衡转化率为30%,容器中CO(g)为0.05mol,CH3OH(g)为0.05mol。前10minCH3OCH3(g)的反应速率为 0.01mol/(L•min)0.01mol/(L•min)。继续向容器中加入0.1molCH3OH(g)和0.1molH2O(g),此时反应Ⅲ向正反应方向进行向正反应方向进行(填“向正反应方向进行”“向逆反应方向进行”或“处于平衡状态”)。
(3)氮氧化物发生的反应是讨论化学平衡问题的常用体系。对于反应2NO+O2⇌2NO2,有人提出如下反应历程:
第一步2NO⇌N2O2 快速平衡
第二步N2O2+O2→2NO2 慢反应
其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡。下列表述正确的是 CDCD(填字母)。
A.v(第一步的逆反应)<v(第二步反应)
B.N2O2是反应的中间产物
C.第二步反应活化能较高
D.第二步中N2O2与O2的每一次碰撞均是有效碰撞
(4)已知:N2O4(g)⇌2NO2(g)ΔH>0。298K时,将一定量N2O4气体充入恒容的密闭容器中发生反应。t1时刻反应达到平衡,混合气体平衡总压强为p,N2O4气体的平衡转化率为25%,则反应N2O4(g)⇌2NO2(g)的平衡常数Kp=415p415p(分压=总压×物质的量分数),研究发现,v正=k正•p(N2O4),v逆=k逆•p2(NO2)。若上述反应在298K,总压强p=1.5kPa,k逆=60s-1,则k正=24s-124s-1(注明速率常数单位)。
n
(
H
2
)
n
(
C
O
2
)
4
15
4
15
【答案】CH3OCH3(或二甲醚);453K到553K,主要发生反应Ⅱ,反应Ⅱ正反应放热,温度升高CO2的平衡转化率下降,553K到573K,主要发生反应Ⅰ,反应Ⅰ正反应吸热,温度升高CO2的平衡转化率升高;增大压强;0.01mol/(L•min);向正反应方向进行;CD;p;24s-1
4
15
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:19引用:1难度:0.7
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①T℃时,向一恒容密闭容器中通入一定量的CH4(g)、C2H4(g)和H2(g),只发生反应2CH4(g)⇌C2H2(g)+3H2(g)ΔH,ΔH
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