Question

（14分）為了減少煤燃燒對(duì)大氣造成的污染，煤的氣化和液化是高效、清潔利用煤炭的重要途徑，而減少CO2氣體的排放也是人類面臨的重大課題．煤綜合利用的一種途徑如下所示：

（1）用下圖所示裝置定量檢測(cè)過程①產(chǎn)生的CO2（已知：煤粉燃燒過程中會(huì)產(chǎn)生SO2），B中預(yù) 期的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是 。

（2）已知：C(s)+H2O(g)====CO(g)+H2(g) △H1=+131.3kJ?mol-1

C(s)+2H2O(g)====CO2(g)+2H2(g) △H2=+90kJ?mol-1

則一氧化碳與水蒸氣反應(yīng)生成二氧化碳和氫氣的熱化學(xué)方程式是 。

（3）將燃煤廢氣中的CO2轉(zhuǎn)化為二甲醚的反應(yīng)原理為：

2CO2(g)+6H2(g) CH3OCH3(g)+3H2O(g)；ΔH

①該反應(yīng)平衡常數(shù)表達(dá)式為K＝ 。

②已知在某壓強(qiáng)下，該反應(yīng)在不同溫度、不同投料比時(shí)，CO2的轉(zhuǎn)化率如右圖所示。該反應(yīng)的ΔH________(填

“>”、“<”或“＝”)0。若溫度不變，減小反應(yīng)投料比[n(H2) /n(CO2)]，則K將________(填“增大”、“減小”或“不變”)。

（4）合成氣CO和H2在一定條件下能發(fā)生如下反應(yīng)：CO(g) +2H2(g)CH3OH(g) △H<0。在容積均為VL的I、Ⅱ、Ⅲ三個(gè)相同密閉容器中分別充入amol CO和2a mol H2，三個(gè)容器的反應(yīng)溫度分別為T1、T2、T3且恒定不變，在其他條件相同的情況下，實(shí)驗(yàn)測(cè)得反應(yīng)均進(jìn)行到t min時(shí)CO的體積分?jǐn)?shù)如圖所示，此時(shí)I、Ⅱ、Ⅲ三個(gè)容器中一定達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是 ；若三個(gè)容器內(nèi)的反應(yīng)都達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，CO轉(zhuǎn)化率最大的反應(yīng)溫度是 。

Answer 1

（1）品紅溶液不變色

（2）CO(g)+H2O(g)====CO2(g)+H2(g) △H=-41.3kJ?mol-1；

（3）① c(CH3OCH3)×c3(H2O)]/[c2(CO2)×c6(H2) ② < 不變

（4）Ⅲ；T1

【解析】

試題分析：（1）燃煤煙氣的成分為CO2、SO2、CO、H2O，酸性高錳酸鉀能夠除去SO2，CO2、CO、H2O不能使品紅溶液褪色，故答案為：品紅溶液不變色；（2）C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g）△H1=+131.3kJ?mol-1

①C（s）+2H2O（g）=CO2（g）+2H2（g）△H2=+90kJ?mol-1 ② 由蓋斯定律②-①得： CO（g）+H2O（g）=CO2（g）+H2（g）△H=-41.3kJ?mol-1(3) ①該反應(yīng)平衡常數(shù)表達(dá)式為K＝c(CH3OCH3)×c3(H2O)]/[c2(CO2)×c6(H2) ②由圖可知，溫度高CO2轉(zhuǎn)化率低，平衡逆向移動(dòng)，反應(yīng)放熱；平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，溫度不變，k不變；（4）溫度越高平衡左移CO的體積分?jǐn)?shù)越大，但T2時(shí)CO的體積分?jǐn)?shù)小于T1時(shí)CO的體積分?jǐn)?shù)，說明反應(yīng)未達(dá)平衡，T3時(shí)CO的體積分?jǐn)?shù)大于T2時(shí)CO的體積分?jǐn)?shù)，說明Ⅲ達(dá)到平衡。而達(dá)到平衡時(shí)，根據(jù)反應(yīng)放熱可判斷出，升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，CO的體積分?jǐn)?shù)減小，故CO轉(zhuǎn)化率最大的反應(yīng)溫度是T1，

考點(diǎn)：煤的綜合利用、蓋斯定律、平衡常數(shù)的表達(dá)及影響因素、反應(yīng)熱的判斷、化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷。