【題目】研究CO2轉(zhuǎn)化成有機(jī)物實(shí)現(xiàn)碳循環(huán)對(duì)實(shí)現(xiàn)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。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(1)。

(1)已知一定壓強(qiáng)下,該反應(yīng)在溫度升高時(shí),CH3OCH3(g)的濃度減小,則反應(yīng)的焓變△H_____0,熵變△S_______0(分別填“>”、“<”、或“=”)。

(2)相同條件下,在體積為2L的密閉容器內(nèi)選用不同的催化劑,生成物二甲醚CH3OCH3的量隨時(shí)間變化如圖所示。

①圖中0-4min內(nèi)A的反應(yīng)速率v(CO2)=________。該溫度下平衡常數(shù)的表達(dá)式為________。

②下列有關(guān)說(shuō)法正確的是______(填字母序號(hào))。

A.反應(yīng)的活化能大小順序是:Ea(A)<Ea(B)< Ea(C)

B.升高溫度能使反應(yīng)速率加快,是因?yàn)榛罨肿影俜謹(jǐn)?shù)增大

C.單位時(shí)間內(nèi)消耗CO2與生成H2的數(shù)目為3:1時(shí),說(shuō)明反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡

D.增大壓強(qiáng),平衡正向移動(dòng),平衡常數(shù)K值增大

(3)某溫度下,在體積可變的密閉容器中,改變起始時(shí)各物質(zhì)的起始投料量,在不同的壓強(qiáng)下,平衡時(shí)生成物二甲醚CH3OCH3(g)的物質(zhì)的量如下表所示:

序號(hào)

起始投料量不同的壓強(qiáng)下,

平衡CH3OCH3(g)的量不同的壓強(qiáng)

P1

P2

P3

I

2.0 molCO2 6.0molH2

0.10mol

0.04 mol

0.02mol

II

1.0molCO2 3.0molH2

X1

Y1

Z1

III

1.0mol CH3OCH3 3.0mol H2O

X2

Y2

Z2

①P1___P2(填“ >”、“<”或“=”);判斷理由為____________

②X1=______________。

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

【答案】 1.25 mol·(L·min)-1 ABC 壓強(qiáng)增大,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),從而導(dǎo)致生成物的量增大 0.05mol 96﹪

【解析】本題分析:本題主要考查化學(xué)平衡。

(1)溫度升高時(shí),CH3OCH3(g)的濃度減小,表明平衡左移,則反應(yīng)的焓變H<0該反應(yīng)是氣體物質(zhì)的量減少的反應(yīng),熵變S<0。

(2)圖中0-4min內(nèi)的反應(yīng)速率v(CO2) =1.25 mol·(L·min)-1。該溫度下平衡常數(shù)的表達(dá)式為。

A.催化劑通過(guò)降低活化能而增大反應(yīng)速率,反應(yīng)速率A>B>C,所以反應(yīng)的活化能大小順序是:Ea(A)<Ea(B)< Ea(C),故A正確;B.升高溫度分子能量升高,活化分子百分?jǐn)?shù)增大,反應(yīng)速率增大,故B正確;C.單位時(shí)間內(nèi)消耗CO2的反應(yīng)速率是正反應(yīng)速率,生成H2的反應(yīng)速率是逆反應(yīng)速率,單位時(shí)間內(nèi)消耗CO2與生成H2的數(shù)目為3:1時(shí),正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率,說(shuō)明反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡,故C正確;D.平衡常數(shù)K僅是溫度的函數(shù),不隨壓強(qiáng)的改變而改變,故D錯(cuò)誤。故選ABC。

(3) P1>P2判斷理由為壓強(qiáng)增大,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),從而導(dǎo)致生成物的量增大

P1下,II 相當(dāng)于I 減壓,減壓平衡左移,所以X1<0.05mol/L。

P2下,IIII 等效,CH3OCH3的平衡轉(zhuǎn)化率為1.0-0.04=96%。

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化學(xué)鍵

N≡N

N—H

H—H

鍵能(kJ/mol)

942

391

b

反應(yīng)N2(g)+3H2(g) 2NH3(g);△H=-93kJ·mol-1。試根據(jù)表中所列鍵能數(shù)據(jù)計(jì)算b數(shù)值:( )
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B.437
C.558
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(1)在保證電極反應(yīng)不變的情況下,不能替代 Cu 作電極的是________(填字母序號(hào)).

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(2)N 極發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式為__________________________________

Ⅱ.用圖 2 所示裝置進(jìn)行第二組實(shí)驗(yàn).實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,觀察到與第一組實(shí)驗(yàn)不同的現(xiàn)象:兩極均有氣體產(chǎn)生,Y極區(qū)溶液逐漸變成紫紅色;停止實(shí)驗(yàn),鐵電極明顯變細(xì),電解液仍然澄清. 查閱資料得知,高鐵酸根離子(FeO42﹣)在溶液中呈紫紅色.

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