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碳及其化合物在生活、化工领域发挥着重要的作用.试回答下列问题:(1)二甲醚(CH30CH3)是无色气体,可作为一种新型能源.工业上可用CO2和H2反应合成二甲醚:2CO2(g)+6H2(g)⇌CH3OCH3
1人问答
问题描述:

碳及其化合物在生活、化工领域发挥着重要的作用.试回答下列问题:

(1)二甲醚(CH30CH3)是无色气体,可作为一种新型能源.工业上可用CO2和H2反应合成二甲醚:2CO2(g)+6H2(g)⇌CH3OCH3(g)+3H2O(g)△H0

已知:

CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g)△H1=-53.7kJ•mol-1

CH3OCH3(g)+H2O(g)⇌2CH3OH(g)△H2=+23.4kJ•mol-1

①合成二甲醚的△H=___

②下列能判断恒温恒容条件下合成二甲醚的反应已达到平衡的依据为___(填字母).

a.气体密度不变

b.压强不变

c.气体平均相对分子质量不变

d.反应前n(C02)=2mol,n(H2)=6mol,一段时间后测得容器中n(CO2)n(H2)的比值不变

③上述合成二甲醚的反应在不同温度、不同投料比时,CO2的平衡转化率如图1所示.T1温度下,将6mol CO2和12mol H2充人2L的恒容密闭容器中,5min后反应达到平衡状态,则0~5min内的平均反应速v(CH3OCH3)=___;A、B、C三点对应平衡常数KA、KB.KC之间的大小关系为___.

(2)有科学家提出由CO2制取C的太阳能工艺如图2所示,若重整系统发生的反应中n(FeO)n(CO2)=4,则重整系统中发生反应的化学方程式为___

(3)以CO2为原料利用电解法可制取乙烯,其装置如图3所示.电极a为电源的___(填“正极”或“负极”),生成乙烯的电极反应式为___.

(4)常温下,用氨水吸收CO2可得到NH4HCO3溶液.反应NH4++HCO3-+H2O=NH3•H2O+H2CO3的平衡常数K=___.(已知常温下NH3•H2O的电离平衡常数 Kb=2×l0-5,H2CO3的电离平衡常数K1=4×l0-7)

侯军回答:
  (1)①已知反应:ⅠCO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)△H1=-53.7kJ.mol-1I   ⅡCH3OCH3(g)+H2O(g)⇌2CH3OH(g)△H2=+23.4kJ.mol-1II   将I×2-II可得:2CO2(g)+6H2(g)⇌CH3OCH3(g)+3H2O(g)△H=(-53.7kJ.mol-1)×2-(+23.4kJ.mol-1)=-130.8 kJ.mol-1,   故答案为:-130.8 kJ.mol-1;   ②对于反应:2CO2(g)+6H2(g)⇌CH3OCH3(g)+3H2O(g)   a.由于是恒容的容器,容器体积V一直不变,而此反应全部是气体参加和生成,故气体的质量一直不变,则气体的密度无论反应有没有达到平衡都一直不变,故不能作为反应达平衡的标志,故a错误;   b.由于容器恒容,而此反应正反应方向是气体的物质的量减小的反应,故反应在平衡之前,容器内的压强在变小,故当压强不变时,说明反应达平衡,故b正确;   c.此反应全部是气体参加和生成,故气体的质量一直不变,而正反应方向是气体的物质的量减小的反应,故平衡之前,气体平均相对分子质量在变大,故当不变时,能说明反应达平衡,故c正确;   d.反应前n(C02)=2mol,n(H2)=6mol,而根据物质的量的该变量等于计量数之比可知,△(C02):△(H2)=2:6,故无论反应是否达到平衡,n(C02):n(H2)恒等于2:6即1:3,故当比值不变时,不能说明反应达平衡,故d错误;   故答案为:bc;   ③T1温度下,将6molCO2和12molH2充入2L的密闭容器中,由图象可知,5min后反应达到平衡状态时二氧化碳转化率为60%,则生成CH3OCH30为6mol×60%×12
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