化學(xué)平衡狀態(tài)的推斷

1.“低碳經(jīng)濟(jì)''正成為科學(xué)家探討的主要課題，為了削減空氣中的溫室氣體，并且充分利用二氧化碳資源，科學(xué)家

們?cè)O(shè)想了一系列捕獲和封存二氧化碳的方法。

(1)有科學(xué)家提出可利用FeO汲取和利用CO2,相關(guān)熱化學(xué)方程式如下：

6FeO(s)+CO2(g)=2Fe3O4(s)+C(s)AH—76.0kJmol-1

①上述反應(yīng)中每生成1molFe3C)4,轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為mol。

I

②已知：C⑸+2H2O(g)=CO2(g)+2H2(g)AH=+113.4kJ-mol,則反應(yīng)：3FeO(s)+H2O(g)=Fe3O4(s)+Ih(g)的

AH=o

(2)用氨水捕集煙氣中的CO2生成鐵鹽是削減CCh排放的可行措施之一。

①分別用不同pH的汲取劑汲取煙氣中的CO2,CO2脫除效率與汲取劑的pH關(guān)系如圖所示，若煙氣中CO2的含量

(體積分?jǐn)?shù))為12%,煙氣通入氨水的流量為0.05211?由-1(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，用pH為12.81的氮水汲取煙氣30min,脫

除的CO2的物質(zhì)的量最多為(精確到0.01)。

②通常狀況下溫度上升，CO?脫除效率提高，但高于40℃時(shí)，脫除CO2效率降低的主要緣由是o

(3)肯定條件下，Pd-Mg/SiCh催化劑可使CO,'甲烷化”從而變廢為寶，其反應(yīng)機(jī)理如圖所示。

①該反應(yīng)的化學(xué)方程式為;反應(yīng)過(guò)程中碳元素的化合價(jià)為-2價(jià)的中間體是

②向一容積為2L的恒容密閉容器中充入肯定量的CO?和H?,在300℃時(shí)發(fā)生上述反應(yīng)，達(dá)到平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度

1111

分別為CO2:0.2rnol-L-、H2:0.8mol-L-、CH4:0.8mol-L、H2O:1.6molL,CO2的平衡轉(zhuǎn)化率為;

300℃時(shí)上述反應(yīng)的平衡常數(shù)K=0

③已知該反應(yīng)正反應(yīng)放熱，現(xiàn)有兩個(gè)相同的恒容絕熱(與外界無(wú)熱量交換)密閉容器I、II,在I中充入ImolCCh和

4molH2,在H中充入ImolCR和2molH2O(g),300℃下起先反應(yīng)。達(dá)到平衡時(shí)，下列說(shuō)法正確的是

_____________________(填字母)。

A.容器I、II中正反應(yīng)速率相同

B.容器I、II中CH4的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)相同

c.容器I中co2的物質(zhì)的量比容器n中的多

D.容器I中CO2的轉(zhuǎn)化率與容器n中CH4的轉(zhuǎn)化率之和小于1

【答案】2+18.7kJmor10.13mol碳酸氫鐵受熱分解生成二氧化碳，氨水受熱揮發(fā)

一定條件

B"

CO2+4H2i?"""CH4+2H2OMgOCH280%25CD

2.《巴黎協(xié)定》所提倡的是全球綠色、低碳。如何降低大氣中CO2的含量及有效地開(kāi)發(fā)利用CO2引起了全世界的普

遍重視。為減小和消退CCh對(duì)環(huán)境的影響，一方面世界各國(guó)都在限制其排放量，另一方面科學(xué)家加強(qiáng)了對(duì)CO2創(chuàng)新

利用的探討。二氧化碳的捕集、利用是我國(guó)能源領(lǐng)域的一個(gè)重要戰(zhàn)略方向。

(1)科學(xué)家提出由CC)2制取c的太陽(yáng)能工藝如圖14甲所示，總反應(yīng)的化學(xué)方程式為o

(2)CO2經(jīng)催化加氫可合成低碳烯燃，合成乙烯的反應(yīng)為2co2(g)+6H2(g)=C2H4(g)+4H2O(g)AH。

向IL恒容密閉容器中充入2moicCh(g)和nmolH2(g),在肯定條件下發(fā)生該反應(yīng)。CCh的轉(zhuǎn)化率與溫

度、投料比［X=)24］的關(guān)系如圖乙所示。

〃(毀)

①該反應(yīng)的AH0(填“>”、“<”或“=”)。

②為提高C02的平衡轉(zhuǎn)化率，除變更溫度外，還可實(shí)行的措施是(寫(xiě)1條即可)。

③圖中XiX2(填或“="，下同)。

④若圖乙中B點(diǎn)的投料比為2,則500℃時(shí)的平衡常數(shù)K(B)=o

(3)工業(yè)上用CO2生產(chǎn)甲醇燃料，進(jìn)一步可合成二甲醛。已知：298K和lOlkPa條件下，

1

CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(l)△H=-akJ?mOr

1

2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)AH=-bkJ?mol

1

CH3OH(g)=CH3OH(l)AH=-ckJ?mol

①CH30H⑴燃燒熱的熱化學(xué)方程式為o

②合成二甲醵的總反應(yīng)為2co2(g)+6H2(g)：?^CH30cH3(g)+3H2O(g)△H=-130.8kJ?moE?？隙l件下，該反應(yīng)達(dá)

到平衡狀態(tài)后，若變更反應(yīng)的某一個(gè)條件，下列變更能說(shuō)明平衡肯定向正反應(yīng)方向移動(dòng)的是(填序

號(hào))。

a.逆反應(yīng)速領(lǐng)先增大后減小b.hh的轉(zhuǎn)化率增大c.反應(yīng)物的體積百分含量減小

③在某壓強(qiáng)下，合成二甲醵的反應(yīng)在不同溫度、不同投料比時(shí)，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率如圖所示。Ti溫度下，將6moic。2

和12molH2充入2L的密閉容器中，5min后反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，貝'J0~5min內(nèi)的平均反應(yīng)速率

v(CH30cH3)=;Kc、KD、KE三者之間的大小關(guān)系為。

△或太陽(yáng)能a

【答案】CO2==京十=C+O<增大壓強(qiáng)或增大c(H,)(或其他合理答案)>8L3.mor3CH30H⑴+―

一2

(3b、3b

O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)NH——I——ci—cIkJ?+c——kJ?!b0.18mol/(L-min)

KC=KE>KD

3.探討NO2、NO、SO2、CO等大氣污染氣體的處理具有重要意義。

(1)已知：CO可將部分氮的氧化物還原為N2O

反應(yīng)I:2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CCh(g)△H=-746kJ.mo『

1

反應(yīng)II:4CO(g)+2NO2(g)N2(g)+4CO2(g)△H=-1200kJ.mol

則反應(yīng)N02(g)+C0(g)?-CChlgHNCXgW/tJAH=kJ/molo

⑵肯定條件下，將NCh與CO以體積比1:2置于密閉容器中發(fā)生反應(yīng)H,下列能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是o

a.體系壓強(qiáng)保持不變b.容器中氣體密度保持不變

c.混合氣體顏色保持不變d.每消耗2moiNCh的同時(shí)生成lmolN2

⑶溫度為T、容積為10L的恒容密閉容器中，充入ImolCO和0.511101502發(fā)生反應(yīng)：2(：0(8)+$02他)2CO2(g)+S(g)

試驗(yàn)測(cè)得生成的CO2體積分?jǐn)?shù)(cp)隨著時(shí)間的變更曲線如圖所示：

①達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，S02的轉(zhuǎn)化率為該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)K=0

②其它條件保持不變，再向上述平衡體系中充入SO2(g).CO(g),S(g)、CO2(g)各0.2mol,此時(shí)v(正)—v(逆)(填“”Y

或“=”)。

(4)SCR法是工業(yè)上消退氫氧化物的常用方法，反應(yīng)原理為4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)=-4N2(g)+6H2O(g)△H<0.在

催化劑作用下，NO轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系如圖所示：

圖中A點(diǎn)處NO的轉(zhuǎn)化率(填“可能是”、“肯定是”或“肯定不是'’)該溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率；B點(diǎn)之后，NO轉(zhuǎn)

化率降低的緣由可能是O

A.平衡常數(shù)變大B.副反應(yīng)增多

C.催化劑活性降低D.反應(yīng)活化能增大

(5)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)△H=-198kJ.mol」是制備硫酸的重要反應(yīng)。在VL恒容密閉容器中充入2moiSCh和

ImoKh,在不同條件下進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)體系總壓強(qiáng)隨時(shí)間的變更如右圖所示。a和b平衡時(shí)，SCh體積分?jǐn)?shù)較大的是

;推斷的依據(jù)是0

【答案】-227ac60%3.375>肯定不是BCab起始?jí)簭?qiáng)大于a,說(shuō)明其溫度高于a,而該反應(yīng)是放熱

反應(yīng)，溫度上升，平衡逆向移動(dòng)，S03體積分?jǐn)?shù)減小

4.碳和氮的化合物在生產(chǎn)、生活中廣泛存在。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

(1)資料顯示，可用次氯酸鈉處理廢水中的氨氮(NH3),使其轉(zhuǎn)化為氮?dú)獬ァＦ渲饕磻?yīng)如下

I.NH3(aq)+HClO(aq)=NH2Cl(aq)+H2O(l)

II.2NH2Cl(aq)+HC10(aq)=N2(g)+H2O⑴+3HCl(aq)

①以上反應(yīng)中HC10的來(lái)源用化學(xué)用語(yǔ)說(shuō)明是

②試驗(yàn)測(cè)得.廢水中pH與氨氮去除率的關(guān)系如圖所示。pH較高時(shí)，氨氮去除率下降的緣由是

(2)甲酶是重要的化工原料，又可作為燃料，工業(yè)上可利用CO或CO2來(lái)生產(chǎn)燃料甲醇。已知制備甲醇的有關(guān)反

應(yīng)的化學(xué)方程式及其在不同溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)如下表所示。

①下列措施能使反應(yīng)③的平衡體系中增大的是(填字母代號(hào))。

A.將H20(g)從體系中分別出去B.充人He(g),使體系壓強(qiáng)增大

C.上升溫度D.恒容時(shí)再充入lmolH2(g)

②500℃時(shí)測(cè)得反應(yīng)③在某時(shí)刻H2(g)、CO2(g)>CH30H(g)、氏0稔)的濃度分別為OBmoLL」、0.1molL\0.3molL\

O.lSmol.L-1,則此時(shí)v(正)(填"今或"<")v(逆)

+2

(3)常溫下，在(NH4)2C2C)4溶液中，反應(yīng)NH4+C2O4+H2O=^NH3-H2O+HC2O4-的化學(xué)平衡常數(shù)K=

(已知：常溫下，NH3-H2O的電離平衡常數(shù)Kb=2xlO-5,H2c2O4的電離衡常數(shù)Kai=5xl()-2、K^SxlO-5)

(4)電解硝酸上業(yè)的尾氣NO可制備NH4NO3,其工作原理如圖所示：

①陰極的電極反應(yīng)式為_(kāi)______________________________________

②將電解生成的HNO3全部轉(zhuǎn)化為NH4NO3,則通入的NH3與實(shí)際參與反應(yīng)的NO的物質(zhì)的量之比至少為

【答案】C1O+H2O5^HC1O+OH-pH較大時(shí),c(OH)較大，抑制NaClO水解，c(HC10)較小導(dǎo)致氧化實(shí)力弱，氮

++

氮去除率降低AD>1x10-5NO+5e+6H=NH4+H2O1:4

5.汽車尾氣中排放的NOx和CO污染環(huán)境，在汽車尾氣系統(tǒng)中裝置催化轉(zhuǎn)化器，可有效降低NOx和CO的排放。

已知:①2co(g)+O2(g)=^2co2(g)AH=-akJ/mol

②N2(g)+C)2(g)、「2N0(g)AH=+bkJ/mol

③2NO(g)+O2(g)==i2NC)2(g)AH=-ckJ/mol

回答下列問(wèn)題：

(1)CO的燃燒熱為?

(2)CO將NCh還原為單質(zhì)的熱化學(xué)方程式為。

(3)為了模擬反應(yīng)2NO(g)+2CO(g)=^N2(g)+2CO2(g)在催化轉(zhuǎn)化器內(nèi)的工作狀況，限制肯定條件，讓反應(yīng)在恒容

密閉容器中進(jìn)行，用傳感器測(cè)得不同時(shí)間NO和CO的濃度如下表：

時(shí)間/s012345

c(NO)/(10-4mol/L)10.04.502.501.501.001.00

c(CO)/(10-3mol/L3.603.052.852.752.702.70

①前2s內(nèi)的平均反應(yīng)速率V(N2)=，此溫度下，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=0

②能說(shuō)明上述反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是。

A.2n(CO2)=n(N2)B.混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不變

C.氣體密度不變D.容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)不變

③當(dāng)NO與CO濃度相等時(shí)，體系中NO的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示。

則NO的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度上升而減小的緣由是，圖中壓強(qiáng)(P1、P2、P3)的大小依次為

理由是o

1

【答案】(a/2)kJ/mol2NO2(g)+4CO(g)=N2(g)+4CO2(g)AH=-(2a+b-c)KJ/moll.SVSxlO4molL-'-s-5000(或

5000L/mol)BD該反應(yīng)正反應(yīng)放熱，上升溫度，平衡逆向移動(dòng)，NO的平衡轉(zhuǎn)化率減小Pi>P2>P3正反應(yīng)為體

積減小的反應(yīng)，增壓平衡正向移動(dòng)，NO的衡轉(zhuǎn)化率增大

6.I.開(kāi)發(fā)新能源，新材料是實(shí)現(xiàn)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的須要。下圖是LiBHJMgH?體系放氫的婚變示意圖，則

Mg(s)+2B(s)==MgB2(s)的AH=kJmol^

II.在LOL恒容密閉容器中放入O.lOmolA(g),在肯定溫度時(shí)進(jìn)行如下反應(yīng)：A(g)==2B(g)+C(g)+D(S)

AH=+85.IkJmol1。

容器內(nèi)氣體總壓強(qiáng)P與起始?jí)簭?qiáng)Po的比值隨反應(yīng)時(shí)間變更數(shù)據(jù)見(jiàn)下表：

時(shí)間t/min01248162025

P/Po1.001.501.802.202.302.382.402.40

回答下列問(wèn)題：

(1)下列能提高A的轉(zhuǎn)化率的是o

A.上升溫度B.向體系中通入氣體A

C,削減D的物質(zhì)的量D,向體系中通入稀有氣體

(2)下列說(shuō)法能表明該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是o

A.A、B、C的物質(zhì)的量之比為1：2：1B.單位時(shí)間內(nèi)生成2nmolB,同時(shí)生成nmolC

C.容器中氣體的密度不變D.容器中氣體的平均摩爾質(zhì)量不變

(3)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)A的轉(zhuǎn)化率是(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。

(4)相同條件下，若該反應(yīng)從逆向起先，建立與上述相同的化學(xué)平衡，則D的取值范圍為n(D)molo

(5)相同條件下，若將容器改為恒壓容器，進(jìn)行上述反應(yīng)，某時(shí)刻，A的轉(zhuǎn)化率為75%,則此時(shí)B的物質(zhì)的量濃

度為mol/Lo

【答案】-93ACD70%>0.030.06

7.碳、氮及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)生活中有著重要作用。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:

(1)汽車尾氣中的處理NO的方法也可用H2將NO還原為N2O

INft)-HA)

C如一'MBkhMT'

已知:2H如山但丈?

氏還原NO生成氮?dú)夂退魵獾臒峄瘜W(xué)方程是

(2)高爐煉鐵產(chǎn)生的高爐氣中含有CO、a、CO2等氣體，利用CO和H2在催化劑作用下合成甲醇，是削減污染、

節(jié)約能源的一種新舉措，反應(yīng)原理為CO(g)+2H2(g)=:tCH3OH(g)AHo在體積不同的兩個(gè)恒容密閉容器中分別充

入ImolCO和2molH2,測(cè)得平衡混合物中CH3OH的體積分?jǐn)?shù)在不同壓強(qiáng)下隨溫度的變更如圖。

①上述合成甲醇的反應(yīng)是（填“吸熱”或“放熱”）反應(yīng)，圖像中的壓強(qiáng)pi、P2的大小關(guān)系是

,推斷的理由是O

②從上圖A、B、C三點(diǎn)中選填下表物理量對(duì)應(yīng)最大的點(diǎn)（用“A”、"B”或“C”填寫(xiě)）。

反應(yīng)速率V平衡常數(shù)K平衡轉(zhuǎn)化率a

③在300℃時(shí)，向C點(diǎn)平衡體系中再充入0.25molCO、0.5molH2^0.25molCH3OHo該平衡（填“向正反

應(yīng)方向”、“向逆反應(yīng)方向"或“不”）移動(dòng)。

（3）有利于提高CO平衡轉(zhuǎn)化率的措施有。

A.運(yùn)用催化劑B.投料比不變，增加CO的濃度

C.降低反應(yīng)溫度D.通入He氣體使體系的壓強(qiáng)增大

（4）肯定溫度下，CO的轉(zhuǎn)化率與起始投料比424的變更關(guān)系如圖所示，測(cè)得D點(diǎn)氨氣的轉(zhuǎn)化率為40%,則

n（CO）

【答案】2NO（g）+2H2（g）=N2（g）+2H2O（g）△Hi=-665kJ?mo「i放熱pi<p2該正反應(yīng)為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，

相同條件下增大壓強(qiáng)甲醇的體積分?jǐn)?shù)增大；CABA向正反應(yīng)方向C3

8.“一碳化學(xué)”是指以含一個(gè)碳原子的化合物（如：CO?、CO、CH4、CH30H等）為初始反應(yīng)物，合成一系列重要

的化工原料和燃料的化學(xué)。以CO2和NH3為原料合成尿素是利用CO2的勝利范例。在尿素合成塔中的主要反應(yīng)可

表示如下：

△

反應(yīng)1:2NH3(g)+CO2(g)z=±NH2COONH4(S)Hi=-159.47kJ/molKi

反應(yīng)H:NH2COONH4(S)=^CO(NH2)2(s)+H2O(g)△H2=+72.49kJ/molK2

總反應(yīng)：（）（）（）（）（）

2NH3g+CO2g5=^CONH22s+H2Og△H3K3

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）①總反應(yīng)的4113=_______kJ/molo該熱化學(xué)方程式的平衡常數(shù)K3=（用Ki、K2表示）。

②反應(yīng)I一般在（填“高溫”或“低溫”）狀況下有利于該反應(yīng)的進(jìn)行。

③肯定溫度下，在體積為固定的密閉容器中按計(jì)量比進(jìn)行反應(yīng)I,下列不能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到了平衡狀態(tài)的是.

（填序號(hào)）。

A.混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再變更

B.容器內(nèi)氣體總壓強(qiáng)不再變更

C.2Vi(NH3)=Va(CO2)

D.容器內(nèi)混合氣體的密度不再變更

④環(huán)境為真空時(shí)，在一放開(kāi)容器（非密閉容器）中加入NH2coONH4固體，尺夠長(zhǎng)時(shí)間后，反應(yīng)是否建立平衡狀態(tài)？

（填“是”或“否”）。

（2）在體積可變的恒壓（p總）密閉容器中充入1molCO2與尺量的碳，讓其發(fā)生反應(yīng)：C（s）+CO2（g）=^2CO（g）

AH>0o平衡時(shí)，體系中氣體體積分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系如下圖所示。

①丁?時(shí)，在容器中若充入稀有氣體，v（正）—v（吟（填或"="）；若充入等體積的CO2和CO,平衡移動(dòng)

（填“正向”“逆向”或“不”）。

②650℃,C02的轉(zhuǎn)化率為-

③已知：氣體分壓（P分尸氣體總壓x體積分?jǐn)?shù)。用平衡分壓代替平衡濃度表示平衡常數(shù)，925℃時(shí)，Kp=

（用含P總的代數(shù)式表示）。

【答案】-86.98KI-K2低溫AC否>不25%23.04P.6

9.2024年5月，中國(guó)對(duì)“可燃冰”試采勝利?！翱扇急笔亲匀粴馑衔?，被稱為將來(lái)新能源?；卮鹣铝袉?wèn)題：

⑴用CU2A12O4作催化劑制備乙酸

SfcM一

>

已知：CftC^-l-CUCK）--CH1C（X）H（g）AH=dkJ?rod,各物質(zhì)相對(duì)能量大小如圖。

d）a=o

②反應(yīng)物的活化分子濃度大?。哼^(guò)程I—過(guò)程n（填“大于”、“小于”或“等于“）。

（2）甲烷超干催化重整（DRM）制備CO,在Ni、CaO及Fe3C>4的共同催化作用下，可以獲得極高濃度的CO,其機(jī)理

如下：

第①步：Ni基催化CH,（G+（n（R>=^2CO（R）+2H,（R）i

FQOL+4Ht（<）^^3Fc+4H.O（c）

第②步：Fe的還原Fe?Q.+4co（*）3Fe+4c

第③步：CO2的捕獲Ca（）+C（%（R）-QC（X

c?ca-c?o+ca3

第④步：CC）2的釋放與還原4coi<K）+3Fe^—Fe,Q.+4C<MG

設(shè)計(jì)第②步與第③步反應(yīng)有利于實(shí)現(xiàn)氫物種與的徹底分別，從勒夏特列原理的角度看，這也有利于;過(guò)程

型匕）

①中，當(dāng)投料比”《'（>?）=—時(shí)，才能保持催化劑組成不變。

（3）甲烷催化重整與壓強(qiáng)的關(guān)系

已知：CH<（?）+CXX（I）I-**xxg）+2H?（K）現(xiàn)有溫度相同的1、n、m三個(gè)恒壓密閉容器，均已充入imoi

CH4（g）和1molC02（g）,三個(gè)容器的反應(yīng)壓強(qiáng)分別為Platm、P2atm,P3atm,在其他條件相同的狀況下，反應(yīng)均

進(jìn)行到tmin時(shí)，CO?)的平衡體積分?jǐn)?shù)(P(C02)如下左圖，此時(shí)I、II、III三個(gè)容器中肯定處于化學(xué)平衡狀態(tài)的是—

(填番號(hào))；求該溫度條件下反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=—(計(jì)算表達(dá)式)?！疽阎篕p是用分壓力代替各物質(zhì)的濃度計(jì)

算的平衡常數(shù)，任一組分B的分壓p(B)等于總壓p乘以它的體積分?jǐn)?shù)y(B)]

(4)甲烷用于燃料電池

已知：甲烷電池的工作原理如上有圖，則負(fù)極反應(yīng)方程式為—;當(dāng)A極消耗標(biāo)況下44.8LCH4時(shí)，理論上B極轉(zhuǎn)

移電子的物質(zhì)的量為_(kāi)__molo

【答案】E2-EI小于碳物種第①步平衡正向移動(dòng)或提高甲烷的轉(zhuǎn)化率1/3III

CH-8e+4CO32=5CO+2H2O±JL--------16

42油)碗)P

10.二甲醛又稱甲醛，簡(jiǎn)稱DME,熔點(diǎn)-141.5C,沸點(diǎn)-24.9C,與石油液化氣(LPG)相像，被譽(yù)為“21世紀(jì)的清潔

燃料”。制備原理如下：

I.由自然氣催化制備二甲醛：

①2cH4(g)+Ch(g)CH30cH3(g)+H2O(g)AH『283.6kJ/mol

n.由合成氣制備二甲醛：

②CO(g)+2H?(g)CH30H(g)AH2=-90.7kJ/mol

③2cH30H(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)AH3

回答下列問(wèn)題：

(1)反應(yīng)③中的相關(guān)的化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如表：

化學(xué)鍵H—HC—0H—0（水）H—0（醇）C—H

E/（kJ/mol）436343465453413

△H3=kJ/moL

(2)制備原理I中，在恒溫、恒容的密閉容器中合成，將氣體按n(CH4):n(O2)=2:1混合，能正確反映反應(yīng)①中CR

的體積分?jǐn)?shù)隨溫度變更的曲線是。下列能表明反應(yīng)①達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是。

a.混合氣體的密度不變

b.反應(yīng)容器中二甲醛的百分含量不變

c.反應(yīng)物的反應(yīng)速率與生成物的反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比

d.混合氣體的壓強(qiáng)不變

⑶有人模擬制備原理II,在500K時(shí)的2L的密閉容器中充入2moicO和6m0IH2,8min達(dá)到平衡，平衡時(shí)CO的

轉(zhuǎn)化率為80%,c(CH30cH3)=0.3moi/L,用H2表示反應(yīng)②的速率是;可逆反應(yīng)③的平衡常數(shù)K=。若

在500K時(shí)，測(cè)得容器中n(CH3OH)=n(CH30cH3),此時(shí)反應(yīng)③v(正)v(逆)，說(shuō)明緣由。

【答案】-24kJ/molbbd0.2mol/（Lmin）2.25>濃度商Q<2.25,反應(yīng)正向進(jìn)行，V（正）>v（逆）

11.能源問(wèn)題是人類社會(huì)面臨的重大課題，甲醇是將來(lái)重要的綠色能源之一。

(1)利用工業(yè)廢氣C02可制取甲醇。下列兩個(gè)反應(yīng)的能量關(guān)系如圖：

則與反應(yīng)生成的熱化學(xué)方程式為□

CO2H2CH3OH

(2)CH4和氏0組)通過(guò)下列轉(zhuǎn)化也可以制得CH3OH;

I.CH4(g)+H2O(g)^^CO(g)+3H2(g)AH>0

II.CO(g)+2H2(g)^^CH3OH(g)AH<0

將1.0molCH4和3.0molH2O(g)通入反應(yīng)室(容積為100L)中，在肯定條件下發(fā)生反應(yīng)I,CH4的轉(zhuǎn)化率與溫度、

壓強(qiáng)的關(guān)系如下圖所示：

①已知壓強(qiáng)pi,溫度為100℃時(shí)反應(yīng)I達(dá)到平衡所需的時(shí)間為5min,則用比表示的平均反應(yīng)速率為

②圖中的pi_______P2(填“<"、，'或“=”