1.

二甲醚具有巨大的潜在市场,目前采用的二氧化碳有效转化法,既是生成二甲醚的简便方法,又是实现“碳中和”的重要途径。

I.CO2催化加氢合成二甲醚是一种CO2的转化方法,其过程中发生的反应如下:

反应①:   △H1=+41.2kJ·mol-1             K1

反应②:   △H2=-204.9kJ·mol-1        K2

(1)CO2催化加氢合成二甲醚的热化学方程式为,该反应的平衡常数为(用K1、K2表示)。

(2)在恒压、CO2和H2的起始量一定的条件下,发生反应①和(1)中反应,CO2的平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性随温度的变化如图。当温度低于300℃时,CO2的平衡转化率随温度的上升而下降的原因是

Ⅱ.由CO2制备二甲醚的另一种方法为先合成甲醇,再脱水,主要分为以下步骤:

反应③:   △H3<0

反应④:   △H4>0

(3)在不同的压强下,按照投料比n(CO2):n(H2)=1:3只进行反应③,CH3OH的平衡产率随温度的变化关系如图甲所示,p1压强下,CO2的转化率随温度变化如图乙所示。

图甲中压强从大到小的顺序是,图乙中处于平衡状态的点有(填字母),CO2的转化率呈图乙所示变化的原因是

(4)更换高效的催化剂,体系中CH3OCH3平衡时的物质的量将(填“增加”“不变”或“减少”)。

(5)在280℃、3.4MPa条件下,通入1molCO2和3molH2的混合气体,用该方法制备二甲醚。充分反应后,测得CO2的平衡转化率为30%,体系中CH3OCH3的物质的量为0.1mol,则反应③的压强平衡常数Kp=MPa-2(列出计算式即可)。

【考点】
盖斯定律及其应用; 化学平衡常数;
【答案】

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2. 我国提出争取在2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和,这对于改善环境、实现绿色发展至关重要。将转化为清洁能源是促进碳中和最直接有效的方法。
(1) 还原制取的部分反应如下:

       

       

       

反应

(2) 恒温条件下,向2L恒容密闭容器中充入1molCO和2mol , 只发生如下反应: , 反应4min时,测得CO的物质的量为0.8mol,下列有关说法正确的是___________。 A. 利用合适的催化剂可增大该反应的平衡常数 B. 容器内气体的平均相对分子质量保持不变,说明该反应达到平衡状态 C. 浓度的变化表示该反应4min内的平均速率为 D. 其他条件不变,升高温度,CO的平衡转化率降低
(3) 在一定条件下,向0.5L某恒容密闭容器中充入 , 发生如下反应:

①图甲中能表示该反应的平衡常数与温度之间的变化关系的是曲线 (填“m”或“n”),判断依据是

②若 , 测得在相同时间内,不同温度下的转化率如图乙所示,(a) (填“>”“<”或“=”)(c);时,起始压强为2.5MPa,则(保留两位小数;为以分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。

③已知速率方程为是速率常数,只受温度影响。图丙表示速率常数的对数与温度的倒数之间的关系,A、B、D、E分别代表图乙中a点、c点的 , 其中表示c点的的是 (填“A”“B”“D”或“E”)。

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