實(shí)施以減少能源浪費(fèi)和降低廢氣排放為基本內(nèi)容的節(jié)能減排政策,是應(yīng)對(duì)全球氣候問題、建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)的必然選擇.化工行業(yè)的發(fā)展必須符合國家節(jié)能減排的總體要求.試運(yùn)用所學(xué)知識(shí),解決下列問題:
(1)已知某反應(yīng)的平衡表達(dá)式為:K=
它所對(duì)應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為:
.
(2)利用水煤氣合成二甲醚的三步反應(yīng)如下:
①2H
2(g)+CO(g)?CH
3OH(g);△H=-90.8kJ?mol
-1②2CH
3OH(g)?CH
3OCH
3(g)+H
2O(g);△H=-23.5kJ?mol
-1③CO(g)+H
2O(g)?CO
2(g)+H
2(g);△H=-41.3kJ?mol
-1總反應(yīng):3H
2(g)+3CO(g)?CH
3OCH
3(g)+CO
2(g)的△H=
(3)煤化工通常通過研究不同溫度下平衡常數(shù)以解決各種實(shí)際問題.已知等體積的一氧化碳和水蒸氣進(jìn)入反應(yīng)器時(shí),會(huì)發(fā)生如下反應(yīng):CO(g)+H
2O(g)?H
2(g)+CO
2(g),該反應(yīng)平衡常數(shù)隨溫度的變化如下表所示:
溫度/℃ | 400 | 500 | 800 |
平衡常數(shù)K | 9.94 | 9 | 1 |
該反應(yīng)的正反應(yīng)方向是
反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”),若在500℃時(shí)進(jìn)行,設(shè)起始時(shí)CO和H
2O的起始濃度均為0.020mol/L,在該條件下,CO的平衡轉(zhuǎn)化率為:
.
(4)從氨催化氧化可以制硝酸,此過程中涉及氮氧化物,如NO、NO
2、N
2O
4等.
對(duì)反應(yīng) N
2O
4(g)?2NO
2(g)△H>0,在溫度為T
1、T
2時(shí),平衡體系中NO
2的體積分?jǐn)?shù)隨壓強(qiáng)變化曲線如圖所示.下列說法正確的是
.
A.A、C兩點(diǎn)的反應(yīng)速率:A>C B.A、C兩點(diǎn)氣體的顏色:A深,C淺
C.B、C兩點(diǎn)的氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量:B<C D.由狀態(tài)B到狀態(tài)A,可以用加熱的方法
E.A、C兩點(diǎn)的化學(xué)平衡常數(shù):A>C
(5)CO
2(g)+3H
2(g)?CH
3OH(g)+H
2O(g)△H=-49.0kJ?mol
-1.現(xiàn)在溫度、容積相同的3個(gè)密閉容器中,按不同方式投入反應(yīng)物,保持恒溫、恒容,測(cè)得反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)的有關(guān)數(shù)據(jù)如下.下列說法正確的是
容器 | 實(shí)驗(yàn)1 | 實(shí)驗(yàn)2 | 實(shí)驗(yàn)3 |
反應(yīng)物投入量(始態(tài)) | 1mol CO2、3mol H2 | 1mol CH3OH、1mol H2O | 2mol CH3OH、2mol H2O |
CH3OH的平衡濃度/mol?L-1 | C1 | C2 | C3 |
反應(yīng)的能量變化 | 放出 x kJ | 吸收y kJ | 吸收z kJ |
體系壓強(qiáng)/Pa | P1 | P2 | P3 |
反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率 | a1 | a2 | a3 |
A.2C
1>C
3 B.x+y=49.0 C.2P
2<P
3D.(a
1+a
3)<1 E.2P
1>P
3 F.a(chǎn)
1=a
2.