二氧化碳的捕捉和利用是我國能源領域的一個重要戰略方向。(1)工業上用CO2和H2反應合成二*醚。已知:CO2(...
問題詳情:
二氧化碳的捕捉和利用是我國能源領域的一個重要戰略方向。
(1)工業上用CO2和H2反應合成二*醚。已知:
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-181.6 kJ·mol-1;
2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH2=-24.5 kJ·mol-1。
寫出CO2(g)和H2(g)轉化為CH3OCH3(g)和H2O(g)的熱化學方程式:____________________
_______________________________________________________________________。
(2)在某壓強下,合成二*醚的反應在不同溫度、不同投料比時,CO2的平衡轉化率如圖所示。T1溫度下,將6 mol CO2和12 mol H2充入2 L的密閉容器中,5 min後反應達到平衡狀態,則0~5 min內的平均反應速率v(CH3OCH3)=______________________________;KA、KB、KC三者之間的大小關係為______________________________。
(3)若2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH=-204.7 kJ·mol-1在恆溫恆壓下進行,以下敘述能說明該反應達到平衡狀態的是________(填序號)。
A.CO和H2的物質的量濃度之比是1∶2
B.CO的消耗速率等於CH3OCH3的生成速率的2倍
C.容器中混合氣體的體積保持不變
D.容器中混合氣體的平均摩爾質量保持不變
E.容器中混合氣體的密度保持不變
(4)如圖P是可自由平行滑動的活塞,關閉K,在相同溫度時,向A容器中充入1 mol CH3OH(g)和2 mol H2O(g),向B容器中充入1.2 mol CH3OH(g)和2.4 mol H2O(g),兩容器分別發生反應CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)。已知起始時容器A和B的體積均為a L,反應達到平衡時容器B的體積為1.5a L,容器B中CH3OH轉化率為________;維持其他條件不變,若開啟K一段時間後重新達到平衡,容器B的體積為________L(連通管中氣體體積忽略不計,且不考慮溫度的影響)。
(5)CO2溶於水形成H2CO3。已知常溫下H2CO3的電離平衡常數為K1=4.4×10-7、K2=4.7×10-11,NH3·H2O的電離平衡常數為K=1.75×10-5。常溫下,用氨水吸收CO2可得到NH4HCO3溶液,NH4HCO3溶液顯________(填“**”“中*”或“鹼*”);請計算反應NH+HCO+H2ONH3·H2O+H2CO3的平衡常數K=________________________________。
(6)工業上採用電化學還原CO2是一種使CO2資源化利用的方法,如圖是利用此法制備ZnC2O4的示意圖(電解液不參與反應),下列說法正確的是____________。
A.Zn與電源的負極相連 B.ZnC2O4在交換膜右側生成
C.電解的總反應式為2CO2+ZnZnC2O4 D.通入11.2 L CO2,轉移0.5 mol電子
【回答】
(1)2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH=-387.7 kJ·mol-1 (2分)
(2)0.18 mol·L-1·min-1 (1分) KA=KC>KB (1分)
(3)CDE(2分) (4)75% (2分) 1.75a(2分)
(5)鹼*(1分) 1.3×10-3(2分) (6)C (2分)
知識點:化學反應速率 化學平衡
題型:綜合題
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