CO2资源化利用的方法之一是合成二甲醚（CH3OCH3）。（1）CO2 催化加氢合成二甲醚...

CO2资源化利用的方法之一是合成二甲醚（CH3OCH3）。

（1）CO2 催化加氢合成二甲醚的过程中主要发生下列反应：

反应I： CO2(g) + H2(g) CO(g) + H2O(g)　 ∆H= + 41.2 kJ·mol−1

反应II：2CO2(g) + 6H2(g) CH3OCH3(g) + 3H2O(g)　 ∆H = －122.5 kJ·mol−1

其中，反应II分以下①、②两步完成，请写出反应①的热化学方程式：①___________

② 2CH3OH(g) CH3OCH3(g) + H2O(g)　　 ∆H = －23.5 kJ·mol−1

（2）二甲醚直接燃料电池具有启动快、效率高等优点。若电解质为碱性，二甲醚直接燃料电池的负极反应式为____________。以该电池为电源，用惰性电极电解饱和食盐水的化学方程式为________。

（3）反应I产生的CO，有人设想按下列反应除去：2CO(g) ＝ 2C(s) + O2(g)，已知该反应的∆H＞0，简述该设想能否实现的依据_____________。

（4）CO2在自然界循环时可与CaCO3反应，Ksp（CaCO3）=2.8×10−9。 CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合可形成CaCO3沉淀，现将等体积的CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合，若Na2CO3溶液的浓度为5.6×10−5mol·L−1，则生成沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为________。

高二化学综合题中等难度题查看答案及解析

合成气（主要成分为CO、CO2和H2）是重要的化工原料，可利用合成气在催化剂存在下直接制备二甲醚（CH3OCH3）。

己知：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)　 △H1=-49.0kJ·mol-1

CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)　 △H2=+41.1 kJ·mol-1

2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)　 △H3=-24.5 kJ·mol-1

（1）工业上用CO2和H2在一定条件下反应直接制备二甲醚，主反应为：2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)

①要使该反应速率和产率都增大，应该采取的措施是__________；若想减少副反应，大幅度提高二甲醚在产物中所占比率的关键因素是__________。

②一定条件下．上述主反应达到平衡状态后，若改变反应的某一个条件，下列变化能说明平衡一定向正反应方向移动的是__________（填标号）。

a．逆反应速率先增大后减小　　　　　　 b．H2的转化率增大

c．反应物的体积百分含量减小　　　　　 d．容器中的变小

③在某压强下，制备二甲醚的反应在不同温度、不同投料比时CO2的转化率如图（a)所示。T1温度下，将6molCO2和12molH2充入10L的密闭容器中， 5 min后反应达到平衡状态，则0〜5 min内的平均反应速率v(CH3OCH3)=__________；KA、 KB、 KC三者之间的大小关系为___________。

（2）在适当条件下由CO和H2直接制备二甲醚，另一产物为水蒸气。

①该反应的热化学方程式是_______________________________。

②CO的转化率、二甲醚的产率与反应温度的关系如图（b）所示，请解释290℃后升高温度，CH3OCH3产率逐渐走低的原因可能是________________________________。

高二化学综合题中等难度题查看答案及解析

二甲醚（CH3OCH3）是无色气体，可作为一种新型能源。由合成气（组成为H2、CO和少量的CO2）直接制备二甲醚，其中的主要过程包括以下四个反应：　 甲醇合成反应：

（i）CO(g) + 2H2(g) = CH3OH(g)　　 △H1 = -90.1kJ•mol-1

（ii）CO2(g) + 3H2(g) = CH3OH(g) + H2O(g)　　 △H2　 = -49.0kJ•mol-1

水煤气变换反应：

（iii）CO(g) + H2O(g) = CO2(g) + H2 (g)　　 △H3　 = -41.1kJ•mol-1

二甲醚合成反应：

（iV）2 CH3OH(g) = CH3OCH3(g) + H2O(g)　　 △H4　 = -24.5kJ•mol-1

（1）分析二甲醚合成反应（iV）对于CO转化率的影响　　　　　　　　　　　　　　 。

（2）由H2和CO直接制备二甲醚（另一产物为水蒸气）的热化学方程式为　　　　　　　　　　　　 根据化学反应原理，分析增加压强对直接制备二甲醚反应的影响：　　　　　　　　 。

（3）有研究者在催化剂（含Cu—Zn—Al—O和Al2O3）、压强为5.0MPa的条件下，由H2和CO直接制备二甲醚，结果如下图所示。其中CO转化率随温度升高而降低的原因是：　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

高二化学填空题困难题查看答案及解析

二甲醚（CH₃OCH₃）是无色气体，可作为一种新型能源，由合成气（组成为H₂、CO、和少量CO₂）直接制备二甲醚，其中主要过程包括以下四个反应（均为可逆反应）：

①CO(g)+ 2H₂(g) = CH₃OH(g)                                  △H₁=—90．1 kJ·mol^-1

②CO₂(g)+ 3H₂(g) = CH₃OH(g)+H₂O(g)                       △H₂=—49．0 kJ·mol^-1

水煤气变换反应 ③CO(g) + H₂O (g)=CO₂(g)+H₂(g)             △H₃=—41．1 kJ·mol^-1

二甲醚合成反应 ④2CH₃OH(g)=CH₃OCH₃(g)+H₂O(g)         △H₄=—24．5 kJ·mol^-1

（1）由H₂和CO直接制备二甲醚（另一产物为水蒸气）的热化学方程式为________。

（2）一定温度下，在恒容密闭容器中进行反应①，下列描述能说明反应到达平衡状态的是________。

a.容器中气体平均相对分子质量保持不变

b.容器中气体密度保持不变

c.CH₃OH(g)浓度保持不变

d.CH₃OH(g)的消耗速率等于H₂ (g)的消耗速率

（3）一定温度下，将8mol CH₃OH(g)充入5L密闭容器中进行反应④，一段时间后到达平衡状态，反应过程中共放出49kJ热量，则CH₃OH(g)的平衡转化率为________ ，该温度下，平衡常数K=________；该温度下，向容器中再充入2mol CH₃OH(g)，对再次达到的平衡状态的判断正确的是________。

a.CH₃OH(g)的平衡转化率减小

b.CH₃OCH₃ (g)的体积分数增大

c.H₂O(g)浓度为0．5mol·L^-1

d.容器中的压强变为原来的1．25倍

（4）二甲醚—氧气燃料电池具有启动快，效率高等优点，其能量密度高于甲醇燃料电池，若电解质为酸性，二甲醚—氧气燃料电池的负极反应为________；消耗2．8L(标准状况)氧气时，理论上流经外电路的电子________mol

高二化学填空题极难题查看答案及解析

CO2催化加氢合成CH4的过程中主要发生下列反应：

①CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g)　　 ΔH1=-802.0kJ·mol-1

②CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)　　 ΔH2=+41.2kJ·mol-1

③2CO(g)+O2(g)2CO2(g)　　 ΔH3=-566.0kJ·mol-1

下列有关说法正确的是（　　 ）

A.CH4的燃烧热为802.0kJ·mol-1

B.反应②能自发进行的原因是ΔS＜0

C.使用催化剂是为了提高CO2加氢时原料的平衡转化率

D.反应CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g)的ΔH=-165.2kJ·mol-1

高二化学单选题中等难度题查看答案及解析

某合成气的主要成分是一氧化碳和氢气，可用于合成甲醚(CH3OCH3)等清洁燃料。由天然气获得该合成气过程中可能发生的反应有：

①CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)　 ΔH1＝+206.1 kJ·mol-1

②CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)　 ΔH2＝+247.3 kJ·mol-1

③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH3

请回答下列问题：

（1）在一密闭容器中进行反应①，测得CH4的物质的量浓度随反应时间的变化如图所示，则在10 min时，改变的外界条件可能是__________________________。

（2）反应③中ΔH3＝_____________。800 ℃时，反应③的平衡常数K＝1，测得该温度下密闭容器中某时刻各物质的物质的量见下表：

此时反应③中正、逆反应速率的关系式是_________(填代号)。

a．v正>v逆　　　　　　　　　　　　　　　　　　 b．v正<逆　　　　　　　　 c．v正＝v逆　　　　　　　　　　　　　　　　　 d．无法判断

（3）如图2所示，在甲、乙两容器中分别充入等物质的量的CH4和CO2，使甲、乙两容器初始容积相等。在相同温度下发生反应②，并维持反应过程中温度不变。已知甲容器中CH4的转化率随时间的变化如图3所示，请在图3中画出乙容器中CH4的转化率随时间变化的图像。___________

（4）某合成气的主要成分中的一氧化碳，在一定条件下也可用NaOH溶液与CO反应生成甲酸钠(HCOONa)，进一步反应生成甲酸来消除CO污染。常温下将a mol的CO通入2 L b mol·L-1NaOH溶液中，恰好完全反应生成甲酸钠和含少量甲酸的混合溶液(假设溶液体积不变)，测得溶液中c(Na+)=c(HCOO-)，则该混合溶液中甲酸的电离平衡常数Ka=_________(用含a和b的代数式表示)。

高二化学综合题困难题查看答案及解析

Ⅰ．工业上利用H2和CO2合成二甲醚的反应如下：6H2（g）+2CO2（g）CH3OCH3（g）+3H2O（g） △H＜0

温度升高，该化学平衡移动后到达新的平衡，CH3OCH3的产率将_________（填“变大”、“变小”或“不变”，下同），混合气体的平均相对分子质量将_______________。

Ⅱ．某科研小组欲研究在其他条件不变的情况下，改变起始氧气的物质的量对合成新型硝化剂反应4NO2（g）+O2（g）⇌2N2O5（g） △H＜0的影响．

（1）图象中T1和T2的关系是T1_________T2（填“＞”、“＜”或“=”）；

（2）比较a、b、c三点所处的平衡状态中，反应物NO2的转化率最大的是_________（填字母）；

（3）若容器体积为1L，n=1mol，NO2的转化率为50%，则此条件下（T2），反应的平衡常数K=_________．

高二化学填空题困难题查看答案及解析

Ⅰ．工业上利用H2和CO2合成二甲醚的反应如下：6H2(g)＋2CO2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g)ΔH＜0。温度升高，该化学平衡移动后到达新的平衡，CH3OCH3的产率将________(填“变大”、“变小”或“不变”，下同)，混合气体的平均相对分子质量将_____________________。

Ⅱ．某科研小组欲研究在其他条件不变的情况下，改变起始氧气的物质的量对合成新型硝化剂反应 4NO2(g)＋O2(g)2N2O5(g)　ΔH＜0的影响。

(1)图像中T1和T2的关系是T1________T2(填“＞”、“＜”或“＝”)。

(2)比较a、b、c三点所处的平衡状态中，反应物NO2的转化率最大的是________(填字母)。

高二化学填空题中等难度题查看答案及解析

I．工业上利用H2和CO2合成二甲醚的反应如下：6H2(g)＋2CO2(g) CH3OCH3(g)＋3H2O(g)　 ΔH＜0

温度升高，该化学平衡移动后到达新的平衡，CH3OCH3的产率将________(填“变大”、“变小”或“不变”，下同)，混合气体的平均相对分子质量将________；

Ⅱ．某科研小组欲研究在其他条件不变的情况下，改变起始氧气的物质的量对合成新型硝化剂反应 4NO2(g)＋O2(g) 2N2O5(g)　 ΔH＜0的影响。

（1）图像中T1和T2的关系是T1________T2(填“＞”、“＜”或“＝”)；

（2）比较a、b、c三点所处的平衡状态中，反应物NO2的转化率最大的是________（填字母）；

（3）若起始时NO2是4mol，容器体积为1 L，n＝1 mol，NO2的转化率为50%，则此条件下(T2)，反应的平衡常数为_________________。

高二化学填空题简单题查看答案及解析

I．工业上利用H2和CO2合成二甲醚的反应如下：6H2(g)＋2CO2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g)　 ΔH ＜0　　 温度升高，该化学平衡移动后到达新的平衡，CH3OCH3的产率将____________(填“变大”、“变小”或“不变”，下同)，混合气体的平均相对分子质量将____________；

Ⅱ．某科研小组欲研究在其他条件不变的情况下，改变起始氧气的物质的量对合成新型硝化剂反应 4NO2(g)＋O2(g) 2N2O5(g)　 ΔH ＜0的影响。

（1）图像中T1和T2的关系是T1________T2(填“＞”、“＜”或“＝”)；

（2）比较a、b、c三点所处的平衡状态中，反应物NO2的转化率最大的是________（填字母）；

（3）若起始时NO2是4mol，容器体积为1 L，n＝1 mol，NO2的转化率为50%，则此条件下(T2)，反应的平衡常数为_________________。

高二化学填空题困难题查看答案及解析