【题目】.研究表明: CO2和 CO可以作为新碳源,解决当前应用最广泛的碳源(石油和天然气)枯竭危机。
(1)目前工业上有一种方法是用 CO2加氢合成低碳烯烃。现以合成乙烯(C2H4)为例,该过程分两步进行:
反应 I: CO2(g)+H2(g)
CO(g)+ H2O(g) △H =+41.3kJ·mol -1
反 应 II: 2CO(g)+ 4H2(g)
C2H4(g) +2H2O(g) △H =-210.5kJ·mol -1
①CO2加氢合成乙烯的热化学方程式为_____。
②一定条件下的密闭容器中,上述反应 I 达到平衡后,要加快反应速率并提高 CO2 的转化率,可以采取的措施是_____(填字母)。
A.减小压强
B 分离出水蒸气.
C.加入适当催化剂
D.增大 H2浓度
E.升高温度
(2)将不同物质的量的H2O(g)和 CO(g)分别通入体积为 2 L 的恒容密闭容器中,进行反应:H2O(g)+CO(g)
CO2(g)+H2(g),得到如下三组数据:
实验组 | 温度/℃ | 起始量/ mol | 平衡量/ mol | 达到平衡所 需时间/min | ||
H2O | CO | CO | H2 | |||
Ⅰ | 650 | 2 | 4 | 2.4 | 1.6 | 5 |
Ⅱ | 900 | 1 | 2 | 1.6 | 0.4 | 3 |
Ⅲ | 900 | a | b | c | d | t |
若 a=2,b=1,则 c=_____,达到平衡时实验组Ⅱ中 H2O(g)和实验组Ⅲ中 CO的转化率的关系为 αⅡ(H2O)_____(填“<”“>”或“=”)αⅢ(CO)。
(3)可以用CO在催化剂存在下制备二甲醚的反应原理为:2CO(g)+4H2(g)
CH3OCH3(g)+H2O(g),已知一定条件下,该反应中 CO 的平衡转化率随温度、投料比 n(H2)/ n(CO)的变化曲线如图所示。
![]()
①a、b、c 按从大到小的顺序排序为_____
②根据图像可以判断该反应为放热反应,理由是_________________
(4)工业上还可利用 CO或 CO2来生产燃料甲醇。已知制备甲醇的有关化学反应以及在不同温度下的化学反应平衡常数如下表所示:
化学反应 | 平衡常数 | 温度/℃ | |
500 | 800 | ||
①2H2(g)+CO(g) | K1 | 2.5 | 0.15 |
②H2(g)+CO2 | K2 | 1.0 | 2.50 |
③3H2(g)+CO2 | K3 | ||
据反应①与②可推导出 K1、K2 与 K3之间的关系,则 K3=_____(用 K1、K2 表示); 反应③的ΔH_____(填“>”或“<”)0。