Ⅰ.如何降低大氣中CO
2的含量及有效利用CO
2,目前已引起各國(guó)普遍重視.
(1)工業(yè)上有一種方法是用CO
2來(lái)生產(chǎn)燃料甲醇.為探究反應(yīng)原理,現(xiàn)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn),在體積為1L的密閉容器中,充入1mol CO
2和3mol H
2,在500℃下發(fā)生反應(yīng):CO
2(g)+3H
2(g) CH
3OH(g)+H
2O(g).實(shí)驗(yàn)測(cè)得CO
2(g)和CH
3OH(g)的濃度隨時(shí)間變化如圖1所示.
①?gòu)姆磻?yīng)開始到平衡,氫氣的平均反應(yīng)速率v(H
2)=
0.225mol/(L?min)
0.225mol/(L?min)
;
②圖2是改變溫度時(shí)H
2的化學(xué)反應(yīng)速率隨時(shí)間變化的示意圖,則該反應(yīng)的正反應(yīng)是
放
放
熱(填“吸”或“放”)反應(yīng).
③該反應(yīng)的平衡常數(shù)K為
5.33
5.33
(保留兩位小數(shù)).若提高溫度到800℃進(jìn)行,達(dá)平衡時(shí),K值
減小
減小
(填“增大”、“減小”或“不變”),
④500℃達(dá)平衡時(shí),CH
3OH的體積分?jǐn)?shù)ω為
0.3
0.3
.
(2)在載人航天器的生態(tài)系統(tǒng)中,不僅要求分離去除CO
2,還要求提供充足的O
2.某種電化學(xué)裝置可實(shí)現(xiàn)如下轉(zhuǎn)化:2CO
2=2CO+O
2,CO可用作燃料.已知該反應(yīng)的陽(yáng)極反應(yīng)為:4OH
--4e
-=O
2↑+2H
2O,則陰極反應(yīng)式為
2CO2+4e-+2H2O=2CO+4OH-
2CO2+4e-+2H2O=2CO+4OH-
.
Ⅱ.工業(yè)上可利用煤的氣化產(chǎn)物(CO和H
2)合成二甲醚(CH
3OCH
3),其三步反應(yīng)如下:
①2H
2 (g)+CO(g)?CH
3OH (g)△H=-90.8kJ?mol
-1②2CH
3OH(g)?CH
3OCH
3(g)+H
2O(g)△H=-23.5kJ?mol
-1③CO(g)+H
2O(g)?CO
2 (g)+H
2(g)△H=-41.3kJ?mol
-1(3)總合成反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為
3H2(g)+3CO(g)?CH3OCH3(g)+CO2(g)△H=-246.4kJ/mol
3H2(g)+3CO(g)?CH3OCH3(g)+CO2(g)△H=-246.4kJ/mol
.
(4)一定條件下的密閉容器中,上述總反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),要提高CO的轉(zhuǎn)化率,可以采取的措施是
CE
CE
(填字母代號(hào)).
A.高溫高壓 B.加入催化劑 C.減少CO
2的濃度 D.增加CO的濃度 E.分離出二甲醚
(5)已知反應(yīng)②2CH
3OH(g)?CH
3OCH
3(g)+H
2O(g)在某溫度下的平衡常數(shù)K=400.此溫度下,在密閉容器中加入CH
3OH,反應(yīng)到某時(shí)刻測(cè)得各組分的濃度如下:
物質(zhì) |
CH3OH |
CH3OCH3 |
H2O |
c/mol?L-1 |
0.44 |
0.60 |
0.60 |
此時(shí),v (正)
>
>
v (逆) (填“>”、“<”或“=”).