二氧化碳的捕捉和利用是我国能源领域的一个重要战略方向。(1)工业上用CO2和H2反应合成二*醚。已知:CO2(...
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二氧化碳的捕捉和利用是我国能源领域的一个重要战略方向。
(1)工业上用CO2和H2反应合成二*醚。已知:
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-181.6 kJ·mol-1;
2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH2=-24.5 kJ·mol-1。
写出CO2(g)和H2(g)转化为CH3OCH3(g)和H2O(g)的热化学方程式:____________________
_______________________________________________________________________。
(2)在某压强下,合成二*醚的反应在不同温度、不同投料比时,CO2的平衡转化率如图所示。T1温度下,将6 mol CO2和12 mol H2充入2 L的密闭容器中,5 min后反应达到平衡状态,则0~5 min内的平均反应速率v(CH3OCH3)=______________________________;KA、KB、KC三者之间的大小关系为______________________________。
(3)若2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH=-204.7 kJ·mol-1在恒温恒压下进行,以下叙述能说明该反应达到平衡状态的是________(填序号)。
A.CO和H2的物质的量浓度之比是1∶2
B.CO的消耗速率等于CH3OCH3的生成速率的2倍
C.容器中混合气体的体积保持不变
D.容器中混合气体的平均摩尔质量保持不变
E.容器中混合气体的密度保持不变
(4)如图P是可自由平行滑动的活塞,关闭K,在相同温度时,向A容器中充入1 mol CH3OH(g)和2 mol H2O(g),向B容器中充入1.2 mol CH3OH(g)和2.4 mol H2O(g),两容器分别发生反应CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)。已知起始时容器A和B的体积均为a L,反应达到平衡时容器B的体积为1.5a L,容器B中CH3OH转化率为________;维持其他条件不变,若打开K一段时间后重新达到平衡,容器B的体积为________L(连通管中气体体积忽略不计,且不考虑温度的影响)。
(5)CO2溶于水形成H2CO3。已知常温下H2CO3的电离平衡常数为K1=4.4×10-7、K2=4.7×10-11,NH3·H2O的电离平衡常数为K=1.75×10-5。常温下,用氨水吸收CO2可得到NH4HCO3溶液,NH4HCO3溶液显________(填“**”“中*”或“碱*”);请计算反应NH+HCO+H2ONH3·H2O+H2CO3的平衡常数K=________________________________。
(6)工业上采用电化学还原CO2是一种使CO2资源化利用的方法,如图是利用此法制备ZnC2O4的示意图(电解液不参与反应),下列说法正确的是____________。
A.Zn与电源的负极相连 B.ZnC2O4在交换膜右侧生成
C.电解的总反应式为2CO2+ZnZnC2O4 D.通入11.2 L CO2,转移0.5 mol电子
【回答】
(1)2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH=-387.7 kJ·mol-1 (2分)
(2)0.18 mol·L-1·min-1 (1分) KA=KC>KB (1分)
(3)CDE(2分) (4)75% (2分) 1.75a(2分)
(5)碱*(1分) 1.3×10-3(2分) (6)C (2分)
知识点:化学反应速率 化学平衡
题型:综合题