甲醇(CH3OH)和二甲醚(CH3OCH3)被称为21世纪的新型燃料,具有清洁、高效等优良的性能。

(1)CO2可用于合成二甲醚(CH3OCH3),有关反应的热化学方程式如下:

CO2(g) + 3H2(g) = CH3OH(g) + H2O(g) ΔH = -49.0kJ·mol-1,

2CH3OH(g) = CH3OCH3(g)+ H2O(g) ΔH =-23.5kJ·mol-1,

则CO2与H2反应合成二甲醚的热化学方程式为

(2)若反应2CH3OH(g) CH3OCH3(g) + H2O(g)在某温度下的化学平衡常数为400,此温度下,在密闭容器中加入一定量甲醇,反应进行到某时刻,测得各物质的浓度如表所示:

物质

CH3OH(g)

CH3OCH3(g)

H2O(g)

浓度(mol·L-1)

0.44

0.60

0.60

①写出该反应的平衡常数表达式:K=

②比较该时刻正、逆反应速率的大小:v(正) v(逆)(填“>”、“<”或“=”)

③若加入甲醇后经 10 min 反应达到平衡,则平衡后c(CH3OH)= ,该时间内反应速率v(CH3OCH3)=

(3)工业上合成甲醇的反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH =-90.8kJ·mol-1,若在温度相同、容积均为2L的3个容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,测得反应达到平衡时如下:

容器

反应物投入量

1molCO、2 mol H2

1 mol CH3OH

2 mol CO、4 mol H2

CH3OH的浓度(mol/L)

c1=0.25

c2

c3

反应的能量变化

放出Q1 kJ

吸收Q2 kJ

放出Q3 kJ

平衡常数

K1

K2

K3

反应物转化率

α1

α2

α3

①下列不能说明该反应在恒温恒容条件下已达化学平衡状态的是

A. v正(H2)= 2v逆(CH3OH) B. n(CO)﹕n(H2)﹕n(CH3OH)=1﹕2 : 1

C. 混合气体的密度不变 D. 混合气体的平均相对分子质量不变

E. 容器的压强不变

②下列说法正确的是

A. c1= c2 B. Q1= Q2 C. K1= K2 D. α2+α3 < 100%

③如图表示该反应的反应速率v和时间t的关系图:

各阶段的平衡常数如下表所示:

t2~t3

t4~t5

t5~t6

t7~t8

K4

K5

K6

K7

K4、K5、K6、K7之间的关系为 (填“>”、“<”或“=”)。反应物的转化率最大的一段时间是

 0  146794  146802  146808  146812  146818  146820  146824  146830  146832  146838  146844  146848  146850  146854  146860  146862  146868  146872  146874  146878  146880  146884  146886  146888  146889  146890  146892  146893  146894  146896  146898  146902  146904  146908  146910  146914  146920  146922  146928  146932  146934  146938  146944  146950  146952  146958  146962  146964  146970  146974  146980  146988  203614 

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