Question

【題目】研究CO2的利用對促進(jìn)低碳社會的構(gòu)建具有重要的意義。

（1）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(l)，該反應(yīng)化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式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，達(dá)平衡時CO2的轉(zhuǎn)化率如圖

①該反應(yīng)的ΔH ________ 0（填“>"或“<”）。

②若溫度不變，減小反應(yīng)投料比[n(H2)/n(CO2)]，K值將________（填“增大”、“減小”或“不變”）。

（3）某溫度下，向體積一定的密閉容器中通入CO2(g)與H2(g)發(fā)生上述反應(yīng)，下列物理量不再發(fā)生變化時，能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是__________。

A.混氣的顏色 B.容器中的壓強(qiáng)

C.氣體的密度 D.CH3OCH3與H2O的物質(zhì)的量之比

（4）某溫度下，在體積可變的密閉容器中，改變起始時加入各物質(zhì)的量，在不同的壓強(qiáng)下，平衡時CH3OCH3(g)的物質(zhì)的量如下表所示：

	P1	P2	P3
I．2.0 mol CO2 6.0 mol H2	0.10 mol	0.04 mol	0.02 mol
II．1.0 mol CO2 3.0 mol H2	X1	Y1	Z1
III．1.0 mol CH3OCH3 3.0 mol H2O	X2	Y2	Z2

①P1 ________ P3（填“>”“<”或“=”）；

②P2下，III中CH3OCH3的平衡轉(zhuǎn)化率為__________。

Answer 1

【答案】 ＜ 不變 B,C ＞ 96%

【解析】

（1）根據(jù)平衡常數(shù)等于生成物的濃度冪之積除以反應(yīng)物的濃度冪之積寫表達(dá)式；

（2）①根據(jù)溫度對平衡的影響分析△H的符號；

②平衡常數(shù)K只與溫度有關(guān)；

（3）當(dāng)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時，正逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)體現(xiàn)中各物質(zhì)的物質(zhì)的量、物質(zhì)的量濃度及百分含量都不變，以及由此引起的一些物理量不變，據(jù)此分析解答；

（4）反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)平衡正向進(jìn)行；

②1.0molCH3OCH3、3.0molH2O和起始量2.0molCO2、6.0molH2 相比達(dá)到相同的平衡狀態(tài)，據(jù)此列式計算．

(1)平衡常數(shù)等于生成物的濃度冪之積除以反應(yīng)物的濃度冪之積,所以平衡常數(shù)K= ，故答案為：；

(2)①因為溫度越高，CO2轉(zhuǎn)化率越小，則平衡逆向移動，所以該反應(yīng)正方向為放熱反應(yīng)，即△H＜0，故答案為：＜；

②K只受溫度影響，若溫度不變，減小投料比，則K不變，故答案為：不變；

(3)A.反應(yīng)體系中沒有有色氣體，故混合氣的顏色始終不變，故A不選；

B. 反應(yīng)前后氣體的系數(shù)和不相等，當(dāng)容器內(nèi)壓強(qiáng)不再改變，則達(dá)到了平衡，故B選；

C. 該反應(yīng)是一個反應(yīng)前后氣體體積變化的可逆反應(yīng)，容器的體積不變，但反應(yīng)前后氣體質(zhì)量變化，氣體的密度不發(fā)生變化，則達(dá)到了平衡，故C選；

D. 任何時候CH3OCH3與H2O的物質(zhì)的量之比不變，不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡，故D不選；

故答案為：BC；

(4)①2CO2(g)+ 6H2(g) CH3OCH3(g) + 3H2O(l),反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng),增大壓強(qiáng)平衡正向進(jìn)行，CH3OCH3的物質(zhì)的量增大，據(jù)圖表中平衡時CH3OCH3(g)的物質(zhì)的量可知P1>P2，

故答案為：>；

③I起始量：2.0molCO2，6.0molH2，P2下平衡三行計算，

平衡時CO2的轉(zhuǎn)化率為4%。起始量1.0molCH3OCH3、3.0molH2O和起始量2.0molCO2、6.0molH2 相比達(dá)到相同的平衡狀態(tài)，兩次投料達(dá)到平衡時反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率之和為1，所以P2下Ⅲ中CH3OCH3的平衡轉(zhuǎn)化率=1-4%=96%，

故答案為：96%.