16.红矾钠(重铬酸钠:Na2Cr2O7•2H2O)是重要的化工原料,工业上用铬铁矿(主要成分是FeO•Cr2O3)制备红矾钠的过程中会发生如下反应:
4FeO+Cr2O3(s)+8Na2CO3(s)+7O2?8Na2CrO4(s)+2Fe2O3(s)+8CO2△H<0
(1)请写出上述反应的化学平衡常数表达式:K=$\frac{{c}^{8}(C{O}_{2})}{{c}^{7}({O}_{2})}$.
(2)图1、图2表示上述反应在t1时达到平衡,在t2时因改变某个条件而发生变化的曲线.
由图1判断,反应进行至t2时,曲线发生变化的原因是对平衡体系降温,平衡正向移动,CO2浓度增大,O2浓度减小(用文字表达);
由图2判断,t2到t3的曲线变化的原因可能是b(填写序号).
a.升高温度     b.加了催化剂      c.通入O2      d.缩小容器体积

(3)工业上可用上述反应中的副产物CO2来生产甲醇:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g),
①已知该反应能自发进行,则下列(A-D)图象正确的是AC

②在容积为2L的密闭容器中,由CO2和H2合成甲醇,在其他条件不变得情况下,考查温度对反应的影响,实验结果如图3所示(注:T1、T2均大于300℃);下列说法正确的是CD(填序号)
A.温度为T1时,从反应开始到平衡,生成甲醇的平均速率:v(CH3OH)=$\frac{{n}_{A}}{{t}_{A}}$mol•L-1•min-1
B.该反应在T1时的平衡常数比T2时的小
C.该反应为放热反应
D.处于A点的反应体系从T1变到T2,达到平衡时$\frac{n({H}_{2})}{n(C{H}_{3}OH)}$增大
③在T1温度时,将1molCO2和3molH2充入一密闭恒容器中,充分反应达到平衡后,CO2转化率为a,则容器内的压强与起始压强之比为1-$\frac{a}{2}$.
14.日常生活、生产中甲烷既是重要的清洁能源也是一种重要的化工原料.
(1)如图1是CH4/H2O体系放氢焓变示意图:则CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)△H=+123.8kJ•mol-1
(2)合成气(CO、H2)是一种用途相当广泛的化工基础原料,常被用来合成很多有机物,如甲醇(CH3OH)、二甲醚(CH3OCH3)等.
①在压强为0.1MPa条件下,物质的量之比为1:3的CO、H2的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H<0.若容器体积不变,改变下列条件新平衡下甲醇体积分数增大的是D(填字母).
A.升高温度                                   B.将CH3OH(g)从体系中分离
C.充入N2使体系总压强增大                    D.再充入1mol CO和3mol H2
②二甲醚被誉为“21世纪的清洁燃料”.一定条件下利用H2、CO合成CH3OCH3.其反应方程式为:3H2(g)+3CO(g)?CH3OCH3(g)+CO2(g),该反应的平衡常数表达式为$\frac{c(C{H}_{3}OC{H}_{3})•c(C{O}_{2})}{{c}^{3}({H}_{2})•{c}^{3}(CO)}$.最近研究发现一种新型的催化剂(主要成分是Cu、Mn的合金)对CO和H2合成二甲醚具有较好的催化效率.根据如图2判断,催化剂中n(Mn)/n(Cu)约为2.0时最有利于二甲醚的合成.
③以甲醇为原料是合成二甲醚的又一途径:2CH3OH(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g).一定温度下,向2L某容器中充入一定量的CH3OH,10s到达平衡后测得CH3OH 0.04mol,CH3OCH30.08mol,则用甲醇表示反应在10s内的平均反应速率为0.008mol•L-1•s-1,相同条件下起始时向该容器中充入CH3OH 0.15mol、CH3OCH30.15mol、和H2O 0.10mol,则反应将向正反应方向进行(填“正反应”或“逆反应”).
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