题目内容

5.利用CH4和CO2可以制造价值更高的化学产品.已知下列反应:
①CH4(g)+2O2(g)?CO2(g)+2H2O(g);△H1=a kJ/mol
②CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g);△H2=b kJ/mol
③2CO(g)+O2(g)?2CO2(g);△H3=c kJ/mol
(1)求反应CH4(g)+CO2(g)?2CO(g)+2H2(g);△H=a+2b-2c kJ/mol(用含a、b、c的代数式表示).
(2)一定条件下,等物质的量的(1)中反应生成的气体可合成二甲醚(CH3OCH3),同时还产生了一种可以参与大气循环的无机化合物,该反应的化学方程式为:3CO+3H2═CH3OCH3+CO2.
(3)用Cu2Al2O4做催化剂,一定条件下发生反应:CO2(g)+CH4(g)?CH3COOH(g),温度与催化剂的催化效率和乙酸的生成速率的关系如图所示,请回答下列问题:
①250~300℃时,乙酸的生成速率降低的原因是催化剂的催化效率降低,化学反应速率降低.
②300~400℃时,乙酸的生成速率升高的原因是温度升高,化学反应速率加快.

分析 (1)利用已知热化学方程式和待求热化学方程式,据盖斯定律解答;
(2)据反应物和生成物可知,参与大气循环的无机化合物为二氧化碳,据原子守恒书写化学方程式;
(3)①温度超过250℃时,催化剂的催化效率降低,所以温度升高而乙酸的生成速率降低;
②温度升高,化学反应速率加快.

解答 解:(1)已知①CH4(g)+2O2(g)?CO2(g)+2H2O(g)△H1=a kJ/mol
②CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)△H2=b kJ/mol
③2CO(g)+O2(g)?2CO2(g)△H3=c kJ/mol
据盖斯定律,①+2×②-2×③得:CH4(g)+CO2(g)?CO(g)+2H2(g)△H=(a+2b-2c)kJ/mol,
故答案为:a+2b-2c;
(2)据反应物和生成物可知,参与大气循环的无机化合物为二氧化碳,据原子守恒书写化学方程式为:3CO+3H2═CH3OCH3+CO2,
故答案为:3CO+3H2═CH3OCH3+CO2;
(3)①温度超过250℃时,催化剂的催化效率降低,所以温度升高而乙酸的生成速率降低,故答案为:催化剂的催化效率降低,化学反应速率降低;
②温度升高,化学反应速率加快,故答案为:温度升高,化学反应速率加快.

点评 本题考查了盖斯定律的应用、氧化还原反应方程式书写、影响反应速率的因素,综合性但比较容易,题目难度不大.

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