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在恒温恒容条件下,将一定量NO2和N2O4的混合气体通入容积为2 L的密闭容器中发生反应:N2O4(g)

2NO2(g) ΔH>0,反应过程中各物质的物质的量浓度(c)随时间(t)的变化曲线如图所示。

(1)该温度下,该反应的平衡常数为______________,若温度升高,K值将________(填“增大”、“减小”或“不变”)。

(2)a、b、c、d四个点中,表示化学反应处于平衡状态的是________点。从起点开始首次达到平衡时,以NO2表示的反应速率为____________。

(3)25 min时,加入了__________(填加入物质的化学式及加入的物质的量),使平衡发生了移动。

(4)d点对应NO2的物质的量浓度________(填“大于”、“小于”或“等于”)0.8 mol·L-1,理由是____________________________________________________。

练习册系列答案
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二甲醚(CH3OCH3)是无色气体,可作为一种新型能源。由合成气(组成为H2、CO和少量的CO2)直接制备二甲醚,其中的主要过程包括以下四个反应:

甲醇合成反应:

(i)CO(g) + 2H2(g) = CH3OH(g)               △H1 = -90.1kJ•mol-1

(ii)CO2(g) + 3H2(g) = CH3OH(g) + H2O(g)     △H2  = -49.0kJ•mol-1

水煤气变换反应:

(iii)CO(g) + H2O(g) = CO2(g) + H2 (g)      △H3  = -41.1kJ•mol-1

二甲醚合成反应:

(iV)2 CH3OH(g) = CH3OCH3(g) + H2O(g)        △H4  = -24.5kJ•mol-1

回答下列问题:

(1)Al2O3是合成气直接制备二甲醚反应催化剂的主要成分之一。工业上从铝土矿制备较高纯度Al2O3的主要工艺流程是                                                      (以化学方程式表示)。

(2)分析二甲醚合成反应(iV)对于CO转化率的影响                           。

(3)由H2和CO直接制备二甲醚(另一产物为水蒸气)的热化学方程式为            。根据化学反应原理,分析增加压强对直接制备二甲醚反应的影响                       。

(4)有研究者在催化剂(含Cu—Zn—Al—O和Al2O3)、压强为5.0MPa的条件下,由H2和CO直接制备二甲醚,结果如下图所示。其中CO转化率随温度升高而降低的原因是       。

(5)二甲醚直接燃料电池具有启动快、效率高等优点,其能量密度等于甲醇直接燃料电池(5.93kW•h•kg-1)。若电解质为酸性,二甲醚直接燃料电池的负极反应为              ,一个二甲醚分子经过电化学氧化,可以产生      个电子的能量;该电池的理论输出电压为1.20V,能量密度E =                                                             (列式计算。能量密度=电池输出电能/燃料质量,1 kW•h = 3.6×106J)。

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