题目内容

【题目】下列过程是非自发的是( )

A. 铜在氯气中生锈 B. 氯化钠晶体溶于水

C. 常温,常压下CO2气体变成干冰 D. 天然气的燃烧

【答案】C

【解析】

A、铜在氯气中生锈,发生铜与氯气的反应生成氯化铜,Cu (s)+ Cl2(g)CuCl2(s) △H<0,反应放热,具有自发进行的倾向A不选;B、氯化钠易溶于水,溶解过程没有明显的热效应,△S>0,熵增加具有自发进行的倾向B不选;C、常温,常压下CO2气体变成干冰,CO2(g)→CO2(s) △H<0,△S<0,根据△G=△H-T△S <0可以判断,在低温下为自发进行的过程,常温下不能自发进行C;D、天然气燃烧生成二氧化碳和水, CH4(g)+2O2(g)→CO2(g)+2H2O(l) △H<0,反应放热具有自发进行的倾向D不选故选C。

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【题目】研究CO、CO2的回收利用既可变废为宝,又可减少碳的排放。回答下列问题:

(1)二甲醚(CH3OCH3)被誉为“21世纪的清洁燃料”,由CO和H2制备二甲醚的反应原理如下:

CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH=-90.1kJ/mol

2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH=-24.5kJ/mol

已知:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH=-41.0kJ/mol

则2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)的ΔH=__________,有利于提高该反应中CO2平衡转化率的条件是______(填标号)。

A.高温低压 B.高温高压 C.低温低压 D.低温高压

(2)T1K时,将1mol二甲醚引入一个抽空的150L恒容容器中,发生分解反应: CH3OCH3(g)CH4(g)+H2(g)+CO(g),在不同时间测定容器内的总压,所得数据见下表:

反应时间t/min

0

6.5

13.0

26.5

52.6

气体总压p/kPa

50.0

55.0

65.0

83.2

103.8

125.0

①由表中数据计算:0~6.5min内的平均反应速率v(CH3OCH3)=_________,反应达平衡时,二甲醚的分解率为_______,该温度下平衡常数K=__________

②若升高温度,CH3OCH3的浓度增大,则该反应为______反应(填“放热”或“吸热”),要缩短达到平衡的时间,可采取的措施有_____________________

(3)在T2K、1.0×104kPa下,等物质的量的CO与CH4混合气体发生如下反应: CO(g)+CH4(g)CH3CHO(g),反应速率v=vv=kp(CO)·p(CH4)-kp(CH3CHO),k、k分别为正、逆向反应速率常数,p为气体的分压(气体分压p=气体总压p×体积分数)。用气体分压表示的平衡常数Kp=4.5×10-5(kPa)-1,则CO转化率为20%时_______

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