1.

I.甲醚(DME)被誉为“21世纪的清洁燃料”。由合成气制备二甲醚的主要原理如下:

①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)   ∆H1<0   K1

②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)   ∆H2<0   K2

③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)   ∆H3<0   K3

(1)则反应3H2(g)+3CO(g)CH3OCH3(g)+CO2(g)的K=________(用含K1、K2、K3的代数式表述)。

(2)反应②达平衡后采取下列措施,能提高CH3OCH3产率的有___________(填字母,下同)。

A. 使用催化剂B. 升高温度C. 增大压强D. 移出H2O

(3)以下说法能说明反应3H2(g)+3CO(g)CH3OCH3(g)+CO2(g)达到平衡状态的有________。

A.H2和CO2的浓度之比为3:1

B.单位时间内断裂3个H-H同时断裂1个C=O

C.恒温恒容条件下,气体的密度保持不变

D.恒温恒压条件下,气体的平均摩尔质量保持不变

E.绝热体系中,体系的温度保持不变

(4)200℃时,向恒容密闭容器中充入一定量的CH3OH(g)发生反应:2CH3OH(g)CH3OCH3(g) + H2O(g),测得CH3OH(g)的浓度随时间(t)的变化如下表:

t/min

0

10

20

30

40

50

60

c(CH3OH)/(mol·L-1)

1.00

0.65

0.50

0.36

0.27

0.20

0.20

①10~30min内,用CH3OCH3(g)表示该反应的平均速率为________。

②200℃时,向该容器中投入三种成分的浓度如下:

物质

CH3OH(g)

CH3OCH3(g)

H2O(g)

c/(mol·L-1)

0.54

0.68

0.68

该时刻,正、逆反应速率的大小关系为:v(CH3OH)________v(CH3OH)(填“>”“<”“=”)。

II.CH4和CO2重整制取合成气CO和H2 , 在减少温室气体排放的同时,可充分利用碳资源。该重整工艺主要涉及以下反应:

反应a:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)   ΔH1>0

反应b:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)   ΔH2>0

反应c:CH4(g)C(s)+2H2(g)   ΔH3>0

反应d:2CO(g)C(s)+CO2(g)   ΔH4<0

(5)一定压强下按照甲烷与二氧化碳物质的量之比2:1投料,甲烷与二氧化碳发生重整反应,达到平衡时各组分的物质的量分数如图所示:

①m、n分别是________、________(填CO2、H2、CO)。

②700℃后C(s)物质的量分数增加的原因是________。

③某温度下按照(5)的反应条件进行重整反应,反应达到平衡时体系内无积碳,CH4和H2O物质的量分数为0.5和0.04,则该反应b的化学平衡常数Kb=________。

【考点】
化学平衡常数; 化学平衡状态的判断;
【答案】

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