Question

（14分）为了减少煤燃烧对大气造成的污染，煤的气化和液化是高效、清洁利用煤炭的重要途径，而减少CO2气体的排放也是人类面临的重大课题．煤综合利用的一种途径如下所示：

（1）用下图所示装置定量检测过程①产生的CO2（已知：煤粉燃烧过程中会产生SO2），B中预 期的实验现象是 。

（2）已知：C(s)+H2O(g)====CO(g)+H2(g) △H1=+131.3kJ?mol-1

C(s)+2H2O(g)====CO2(g)+2H2(g) △H2=+90kJ?mol-1

则一氧化碳与水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的热化学方程式是 。

（3）将燃煤废气中的CO2转化为二甲醚的反应原理为：

2CO2(g)+6H2(g) CH3OCH3(g)+3H2O(g)；ΔH

①该反应平衡常数表达式为K＝ 。

②已知在某压强下，该反应在不同温度、不同投料比时，CO2的转化率如右图所示。该反应的ΔH________(填

“>”、“<”或“＝”)0。若温度不变，减小反应投料比[n(H2) /n(CO2)]，则K将________(填“增大”、“减小”或“不变”)。

（4）合成气CO和H2在一定条件下能发生如下反应：CO(g) +2H2(g)CH3OH(g) △H<0。在容积均为VL的I、Ⅱ、Ⅲ三个相同密闭容器中分别充入amol CO和2a mol H2，三个容器的反应温度分别为T1、T2、T3且恒定不变，在其他条件相同的情况下，实验测得反应均进行到t min时CO的体积分数如图所示，此时I、Ⅱ、Ⅲ三个容器中一定达到化学平衡状态的是 ；若三个容器内的反应都达到化学平衡时，CO转化率最大的反应温度是 。

Answer 1

（1）品红溶液不变色

（2）CO(g)+H2O(g)====CO2(g)+H2(g) △H=-41.3kJ?mol-1；

（3）① c(CH3OCH3)×c3(H2O)]/[c2(CO2)×c6(H2) ② < 不变

（4）Ⅲ；T1

【解析】

试题分析：（1）燃煤烟气的成分为CO2、SO2、CO、H2O，酸性高锰酸钾能够除去SO2，CO2、CO、H2O不能使品红溶液褪色，故答案为：品红溶液不变色；（2）C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g）△H1=+131.3kJ?mol-1

①C（s）+2H2O（g）=CO2（g）+2H2（g）△H2=+90kJ?mol-1 ② 由盖斯定律②-①得： CO（g）+H2O（g）=CO2（g）+H2（g）△H=-41.3kJ?mol-1(3) ①该反应平衡常数表达式为K＝c(CH3OCH3)×c3(H2O)]/[c2(CO2)×c6(H2) ②由图可知，温度高CO2转化率低，平衡逆向移动，反应放热；平衡常数只与温度有关，温度不变，k不变；（4）温度越高平衡左移CO的体积分数越大，但T2时CO的体积分数小于T1时CO的体积分数，说明反应未达平衡，T3时CO的体积分数大于T2时CO的体积分数，说明Ⅲ达到平衡。而达到平衡时，根据反应放热可判断出，升高温度，平衡逆向移动，CO的体积分数减小，故CO转化率最大的反应温度是T1，

考点：煤的综合利用、盖斯定律、平衡常数的表达及影响因素、反应热的判断、化学平衡状态的判断。