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程中發(fā)生的化學反應為
反應Ⅰ:CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)ΔH1>0
反應Ⅱ:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)ΔH2<0
反應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投料進行上述反應,CO2的平衡轉化率及CO、CH3OCH3、CH3OH的平衡體積分數(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)的平衡體積分數(shù)隨溫度變化,溫度從453K上升至573K,CO2的平衡轉化率變化的原因是 453K到553K,主要發(fā)生反應Ⅱ,反應Ⅱ正反應放熱,溫度升高CO2的平衡轉化率下降,553K到573K,主要發(fā)生反應Ⅰ,反應Ⅰ正反應吸熱,溫度升高CO2的平衡轉化率升高453K到553K,主要發(fā)生反應Ⅱ,反應Ⅱ正反應放熱,溫度升高CO2的平衡轉化率下降,553K到573K,主要發(fā)生反應Ⅰ,反應Ⅰ正反應吸熱,溫度升高CO2的平衡轉化率升高,能同時提高CH3OCH3的平衡體積分數(shù)和CO2的平衡轉化率的措施是 增大壓強增大壓強。
(2)一定溫度下,向體積為1L的恒容密閉容器中通入1molCO2和3molH2進行上述反應,反應經(jīng)10min達平衡,CO2的平衡轉化率為30%,容器中CO(g)為0.05mol,CH3OH(g)為0.05mol。前10minCH3OCH3(g)的反應速率為 0.01mol/(L?min)0.01mol/(L?min)。繼續(xù)向容器中加入0.1molCH3OH(g)和0.1molH2O(g),此時反應Ⅲ向正反應方向進行向正反應方向進行(填“向正反應方向進行”“向逆反應方向進行”或“處于平衡狀態(tài)”)。
(3)氮氧化物發(fā)生的反應是討論化學平衡問題的常用體系。對于反應2NO+O2?2NO2,有人提出如下反應歷程:
第一步2NO?N2O2 快速平衡
第二步N2O2+O2→2NO2 慢反應
其中可近似認為第二步反應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)<v(第二步反應)
B.N2O2是反應的中間產(chǎn)物
C.第二步反應活化能較高
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,將一定量N2O4氣體充入恒容的密閉容器中發(fā)生反應。t1時刻反應達到平衡,混合氣體平衡總壓強為p,N2O4氣體的平衡轉化率為25%,則反應N2O4(g)?2NO2(g)的平衡常數(shù)Kp=415p415p(分壓=總壓×物質的量分數(shù)),研究發(fā)現(xiàn),v正=k正?p(N2O4),v逆=k逆?p2(NO2)。若上述反應在298K,總壓強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
【答案】CH3OCH3(或二甲醚);453K到553K,主要發(fā)生反應Ⅱ,反應Ⅱ正反應放熱,溫度升高CO2的平衡轉化率下降,553K到573K,主要發(fā)生反應Ⅰ,反應Ⅰ正反應吸熱,溫度升高CO2的平衡轉化率升高;增大壓強;0.01mol/(L?min);向正反應方向進行;CD;p;24s-1
4
15
【解答】
【點評】
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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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A.減小C2H2的濃度
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