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甲醇(CH3OH)和二甲醚(CH3OCH3)被称为21世纪的新型燃料,具有清洁、高效等优良的性能。

(1)CO2可用于合成二甲醚(CH3OCH3),有关反应的热化学方程式如下:

CO2(g) + 3H2(g) = CH3OH(g) + H2O(g)  ΔH = -49.0kJ·mol-1,

2CH3OH(g) = CH3OCH3(g)+ H2O(g)   ΔH =-23.5kJ·mol-1,

则CO2与H2反应合成二甲醚的热化学方程式为                  

(2)若反应2CH3OH(g) CH3OCH3(g) + H2O(g)在某温度下的化学平衡常数为400,此温度下,在密闭容器中加入一定量甲醇,反应进行到某时刻,测得各物质的浓度如表所示:

物质

CH3OH(g)

CH3OCH3(g)

H2O(g)

浓度(mol·L-1)

0.44

0.60

0.60

①写出该反应的平衡常数表达式:K=          

②比较该时刻正、逆反应速率的大小:v(正)    v(逆)(填“>”、“<”或“=”)

③若加入甲醇后经 10 min 反应达到平衡,则平衡后c(CH3OH)=        ,该时间内反应速率v(CH3OCH3)=        

(3)工业上合成甲醇的反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)  ΔH =-90.8kJ·mol-1,若在温度相同、容积均为2L的3个容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,测得反应达到平衡时如下:

容器

反应物投入量

1molCO、2 mol H2

1 mol CH3OH

2 mol CO、4 mol H2

CH3OH的浓度(mol/L)

c1=0.25

c2

c3

反应的能量变化

放出Q1 kJ

吸收Q2 kJ

放出Q3 kJ

平衡常数

K1

K2

K3

反应物转化率

α1

α2

α3

①下列不能说明该反应在恒温恒容条件下已达化学平衡状态的是      

A.  v正(H2)= 2v逆(CH3OH)  B. n(CO)﹕n(H2)﹕n(CH3OH)=1﹕2 : 1

C. 混合气体的密度不变     D. 混合气体的平均相对分子质量不变

E. 容器的压强不变

②下列说法正确的是      

A. c1= c2     B. Q1= Q2    C. K1= K2     D. α2+α3 < 100%

③如图表示该反应的反应速率v和时间t的关系图:

各阶段的平衡常数如下表所示:

t2~t3

t4~t5

t5~t6

t7~t8

K4

K5

K6

K7

K4、K5、K6、K7之间的关系为       (填“>”、“<”或“=”)。反应物的转化率最大的一段时间是      

高二化学填空题极难题

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