将二氧化碳转化甲醇、二甲醚等含碳有机物是实现碳中和的重要途径之一、由二氧化碳制甲醇、二甲醚的反应如下：①CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) K1 ΔH1②2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g) K2 ΔH2请回答下列问题：

1. 将二氧化碳转化甲醇、二甲醚等含碳有机物是实现碳中和的重要途径之一、由二氧化碳制甲醇、二甲醚的反应如下：

①CO₂(g)+3H₂(g) $\text{[math]}$ CH₃OH(g)+H₂O(g) K₁ ΔH₁

②2CO₂(g)+6H₂(g) $\text{[math]}$ CH₃OCH₃(g)+3H₂O(g) K₂ ΔH₂

请回答下列问题：

(1) 甲醇转化为二甲醚的反应2CH₃OH(g) $\text{[math]}$ CH₃OCH₃(g)+H₂O(g)的平衡常数K₃=(用K₁、K₂表示)。

(2) 在绝热恒容密闭容器中加入1molCO₂、3molH₂ ，假设只发生反应①，下列说明反应一定达到平衡状态的是___________(填标号)。 A. 3v_正(H₂)=v_逆(CH₃OH) B. CO₂和H₂的转化率相等 C. $\text{[math]}$ 不再变化 D. CH₃OH的体积分数不再变化

(3) 在恒容密闭容器中，起始压强为8MPa下，假设只发生反应②，反应温度、投料比[ $\text{[math]}$ =x]对CO₂平衡转化率的影响如下图所示。则a $\text{[math]}$ (填“>”、“=”或“<”，下同)；v_正(M)v_逆(N)；ΔH₂0；W点的平衡常数K_p=(MPa)^-5(列出计算式，以气体分压来表示浓度，分压=总压×物质的量分数)。

(4) 在600℃下，向容积为1L的密闭容器中通入3molH₂、1molCO₂气体发生上述反应①和②，5min时达到平衡，测得CH₃OH和CH₃OCH₃的体积分数均为10%。则CO₂的平衡转化率为，5min内用氢气表示的平均反应速率为，反应①的平衡常数K=。

【考点】

盖斯定律及其应用; 化学平衡常数; 化学平衡状态的判断; 化学反应速率和化学计量数的关系;

【答案】

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综合题困难

1. 研究发现，含PM2.5的雾霾主要成分有： $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 及可吸入颗粒等。

(1) 为消除 $\text{[math]}$ 对环境的污染，可利用 $\text{[math]}$ 在一定条件下与NO反应生成无污染的气体。

已知： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ kJ⋅mol $\text{[math]}$

$\text{[math]}$ $\text{[math]}$ kJ⋅mol $\text{[math]}$

①下列表示 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 在一定条件下反应，生成无污染气体的能量转化关系示意图，正确的是。

②下图是反应 $\text{[math]}$ 过程中 $\text{[math]}$ 的体积分数随X变化的示意图，X代表的物理量可能是，理由是。

(2) 目前，消除氮氧化物污染有多种方法。用活性炭还原法处理氮氧化物，有关反应为：

$\text{[math]}$ $\text{[math]}$

某研究小组向某密闭容积固定的容器中加入一定量的活性炭和NO，恒温( $\text{[math]}$ ℃)条件下反应，反应进行到不同时刻测得各物质的浓度如下表所示：

时间/min	NO/mol·L $\text{[math]}$	$\text{[math]}$ /mol·L $\text{[math]}$	$\text{[math]}$ /mol·L $\text{[math]}$
0	0.100	0	0
10	0.058	0.021	0.021
20	0.040	0.030	0.030
30	0.040	0.030	0.030
40	0.032	0.034	0.017
50	0.032	0.034	0.017