二甲醚(CH3OCH3)被称为“21世纪的清洁燃料”.以CO2、H2为原料制备二甲醚涉及的主要反应如下:
主反应:Ⅰ.2CO2(g)+6H2(g)⇌CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH1=-122.5kJ/mol
副反应:Ⅱ.CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.1kJ/mol
回答下列问题:
(1)由上述反应可知,CO(g)和H2(g)直接转化为CH3OCH3(g)和水蒸气的热化学方程式为:2CO(g)+4H2(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g)△H=-204.7kJ/mol2CO(g)+4H2(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g)△H=-204.7kJ/mol。该反应在 低温低温(填“低温”或“高温”)条件下能自发进行。在容积为1L的恒容密闭容器中,分别在不同温度下由H2和1molCO合成CH3OCH3,CO的平衡转化率与温度和初始投入n(H2)的关系如图所示.下列说法正确的是 CDCD(填序号)。

A.a、b、c三点H2的转化率:c>a>b
B.三种温度之间的关系:T1>T2>T3
C.c点状态下,再通入1molCO和4molH2,再次达到平衡时H2的体积分数减小
D.a点状态下,再通入0.5molCO和0.75molCH3OCH3,平衡不移动
(2)恒压条件下,保持CO2和H2的起始投料一定,发生反应Ⅰ和Ⅱ,实验测得CO2的平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性随温度的变化如图所示。

已知:CH3OCH3的选择性=2×CH3OCH3的物质的量反应的CO2的物质的量×100%,其中表示平衡时CH3OCH3的选择性的是曲线 ①①(填“①”或“②”);为同时提高CO2的平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性,应选择的反应条件为 dd(填标号):
a.低温、低压
b.高温、高压
c.高温、低压
d.低温、高压
(3)在一定温度下,向刚性容器中充入投料比为1:3的CO2和H2,发生反应Ⅰ和Ⅱ,达到平衡时CO2的转化率为80%,CH3OCH3的选择性为75%,则H2的转化率α(H2)=66.7%66.7%;反应Ⅱ的压强平衡常数Kp=1.11.1。
(4)CH3OCH3、空气-NaOH溶液电池,工作时负极的电极反应式为 CH3OCH3+16OH--12e-=2CO32-+11H2OCH3OCH3+16OH--12e-=2CO32-+11H2O。
2
×
C
H
3
OC
H
3
的物质的量
反应的
C
O
2
的物质的量
×
100
%
【答案】2CO(g)+4H2(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g)△H=-204.7kJ/mol;低温;CD;①;d;66.7%;1.1;CH3OCH3+16OH--12e-=2CO32-+11H2O
【解答】
【点评】
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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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A.减小C2H2的浓度
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