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解答题-原理综合题 较易0.85 引用1 组卷117
二甲醚(CH3OCH3)是一种清洁能源，可由合成气(CO、H2)来制备，反应原理如下：
反应Ⅰ： CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH1
反应Ⅱ： 2CH3OHCH3OCH3(g) +H2(g) ΔH2
回答下列问题：
(1)上述反应符合“原子经济性”原则的是______________(填“反应Ⅰ”或“反应Ⅱ”)。
(2)图1中使曲线a对应反应按曲线b进行的措施是____________________由合成气(CO、H2)制备CH3OH(g)的热化学方程式为__________________________，该反应自发进行的条件为_________(填“低温”或“高温”)。

(3)模拟该制备原理，起始时在某容器中充入2mol CO和4mol H2合成CH3OCH3(g)，平衡时混合物中氢气的体积分数与温度、压强的关系如图2所示：
①下列有关说法能够证明恒温恒压时，反应 2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g) +H2O(g) ΔH<0一定达到平衡状态的是__________(填序号)。
a．CO和H2的转化率相等
b．反应体系中混合气体密度保持不变
c．的值保持不变
d．反应体系压强保持不变
②图2中T1______T2 (填“＞”“＜”或“=”)；理由是______________________。
③在A、B两点对应的条件下，该反应从开始到平衡时生成二甲醚的平均速率：v(A)_____ v(B)。
21-22高二上·广西玉林·期中
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知识点：热化学方程式书写及正误判断化学平衡状态的判断方法温度对化学平衡移动的影响反应进行方向判据的应用 答案解析 【答案】很抱歉，登录后才可免费查看答案和解析！
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以节能减排为基础的低碳经济已成为实现人类可持续发展的重要课题，“减排”的关键是减少CO2排放，而“减排”的重要手段是合理利用CO2，回答下列问题：
(1)利用 CO2可合成尿素[CO(NH2]2，反应方程式为2NH3(g) +CO2(g) CO(NH2)2(s)+H2O(g) ΔH >0，则有利于合成尿素的反应条件是_______。
(2)CO2和H2充入一个体积固定的密闭容器中，反应过程和在两种温度下CH3OH 的物质的量随时间的变化如图所示：

①投入2molCO2和6mol H2，当H2转化率达60%时放出热量58.8kJ，写出该反应的热化学方程式_______。曲线I、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为KI_______KII(填“>”、“<”或“=”)。
②一定温度下，在容器中按系数比投入CO2和H2，能判断该反应达到化学平衡状态的依据是_______。
a．容器中密度不变
b．容器中压强不变
c．混合气体的平均相对分子质量不变
d． v(CO2)=3v(H2)
e．1个C=O断裂的同时有1个H—O断裂
(3)由CO2合成二甲醚的反应原理为：2CO2(g)+6H2(g) CH3OCH3(g) +3H2O(g) ΔH<0，在恒容密闭容器中进行上述反应，某压强下起始时按照不同氢碳比投料(如图中曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)，测得CO2平衡转化率与温度的关系如图所示。

①氢碳比最大的曲线是_______(填标号)。
②在1L恒容密闭容器中按曲线Ⅲ的起始氢碳比投料，充入4mol H2和 2mol CO2，达到平衡。已知该反应速率v=v正—v逆=K正·c2(CO2)·c6(H2)—K逆·c(CH3OCH3)·c3(H2O)，K正、K逆分别为正、逆反应速率常数，只与温度有关。a点处=_______(填数值，保留两位小数)；a、b、c处lgK正—lgK逆 的大小关系为_______(用a、b、c表示)。
利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇、二甲醚等有机物，回答下列问题：
(1)在体积为2L的密闭容器中，充入1molCO2和3molH2，在相同温度、容积不变的条件下发生反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ，能说明该反应已达平衡状态的是_________ (填序号)。
A.CO2、H2、CH3OH、H2O的浓度均不再变化
B.v生成(CH3OH)=v消耗(CO2)
C.n(CO2)∶n(H2)∶n(CH3OH)∶n(H2O)=1∶1∶1∶1
D.容器中混合气体的密度保持不变
E.容器内气体压强保持不变
(2)一定条件下甲醇可由氢气和CO反应合成：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。已知：υ(正)=k(正)·x(CO)·x2(H2)，υ(逆)=k(逆)·x(CH3OH)，其中x为各组分的体积分数。在密闭容器中按物质的量之比为1：2充入CO和H2，测得平衡混合气体中CO的平衡转化率随温度、压强的变化关系如图所示。

①P1_________P2(填“>”或“＜”)；升高温度，_________(填“增大”“减小”或“不变”)；
②c、d、e三点平衡常数Kc、Kd、Ke三者之间的关系为_________。
(3)燃煤废气中的CO2转化为二甲醚的反应原理为：2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)，一定条件下，现有两个体积均为2L恒容密闭容器甲和乙，在甲中充入1moLCO2和3molH2，在乙中充入2moLCO2和6molH2，发生上述反应并达到平衡。该反应中CO2的平衡转化率随温度的变化曲线如图1所示；容器甲中，在不同催化剂作用下，相同时间内CO2的转化率随温度变化如图2所示。下列说法正确的是_________。

A图1中，反应2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)的
B.图1中，表示乙容器CO2的平衡转化率随温度变化的是曲线B
C.图1中，逆反应速率v逆：状态I＜状态III
D.图2中，T3对应的平衡常数小于T4对应的平衡常数
E. 图2中，根据图中曲线分析，催化剂I的催化效果最好
工业上用CO和H2反应制备二甲醚(CH3OCH3)的条件是压强2.0~10.0 MPa，温度300 ℃。设备中进行如下反应。
①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)　ΔH=-90.7 kJ/mol
②2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g)　ΔH=-23.5 kJ/mol
③CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)　ΔH=-41.2 kJ/mol
请回答下列问题:
(1)在温度和容器容积不变的条件下发生反应①，能说明该反应达到平衡状态的依据是_______。
a.容器中压强保持不变
b. 混合气体中c(CO)不变
c.混合气体的平均相对分子质量不变
d.v正(CO)=v逆(H2)
(2)在容积为2 L的恒温密闭容器中加入a mol CH3OH(g)发生反应②，达到平衡后若再加入a mol CH3OH(g)重新达到平衡时，CH3OH的转化率_______ (填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)850 ℃时在一容积为10 L的密闭容器中通入一定量的CO和H2O(g)发生反应③，CO和H2O(g)浓度变化如图所示。

①0~4 min的平均反应速率v(CO)=_______。
②若温度不变，向该容器中加入4 mol CO(g)、2 mol H2O(g)、3 mol CO2(g)和3 mol H2(g)，起始时v正(CO)_______v逆(H2)(填“<”“>”或“=”)，请结合必要的计算过程说明理由: _______。

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