Question

（14分）為了減少煤燃燒對大氣造成的污染，煤的氣化和液化是高效、清潔利用煤炭的重要途徑，而減少CO2氣體的排放也是人類面臨的重大課題．煤綜合利用的一種途徑如下所示：

（1）用下圖所示裝置定量檢測過程①產生的CO2（已知：煤粉燃燒過程中會產生SO2），B中預 期的實驗現象是 。

（2）已知：C(s)+H2O(g)====CO(g)+H2(g) △H1=+131.3kJ?mol-1

C(s)+2H2O(g)====CO2(g)+2H2(g) △H2=+90kJ?mol-1

則一氧化碳與水蒸氣反應生成二氧化碳和氫氣的熱化學方程式是 。

（3）將燃煤廢氣中的CO2轉化為二甲醚的反應原理為：

2CO2(g)+6H2(g) CH3OCH3(g)+3H2O(g)；ΔH

①該反應平衡常數表達式為K＝ 。

②已知在某壓強下，該反應在不同溫度、不同投料比時，CO2的轉化率如右圖所示。該反應的ΔH________(填

“>”、“<”或“＝”)0。若溫度不變，減小反應投料比[n(H2) /n(CO2)]，則K將________(填“增大”、“減小”或“不變”)。

（4）合成氣CO和H2在一定條件下能發(fā)生如下反應：CO(g) +2H2(g)CH3OH(g) △H<0。在容積均為VL的I、Ⅱ、Ⅲ三個相同密閉容器中分別充入amol CO和2a mol H2，三個容器的反應溫度分別為T1、T2、T3且恒定不變，在其他條件相同的情況下，實驗測得反應均進行到t min時CO的體積分數如圖所示，此時I、Ⅱ、Ⅲ三個容器中一定達到化學平衡狀態(tài)的是 ；若三個容器內的反應都達到化學平衡時，CO轉化率最大的反應溫度是 。

Answer 1

（1）品紅溶液不變色

（2）CO(g)+H2O(g)====CO2(g)+H2(g) △H=-41.3kJ?mol-1；

（3）① c(CH3OCH3)×c3(H2O)]/[c2(CO2)×c6(H2) ② < 不變

（4）Ⅲ；T1

【解析】

試題分析：（1）燃煤煙氣的成分為CO2、SO2、CO、H2O，酸性高錳酸鉀能夠除去SO2，CO2、CO、H2O不能使品紅溶液褪色，故答案為：品紅溶液不變色；（2）C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g）△H1=+131.3kJ?mol-1

①C（s）+2H2O（g）=CO2（g）+2H2（g）△H2=+90kJ?mol-1 ② 由蓋斯定律②-①得： CO（g）+H2O（g）=CO2（g）+H2（g）△H=-41.3kJ?mol-1(3) ①該反應平衡常數表達式為K＝c(CH3OCH3)×c3(H2O)]/[c2(CO2)×c6(H2) ②由圖可知，溫度高CO2轉化率低，平衡逆向移動，反應放熱；平衡常數只與溫度有關，溫度不變，k不變；（4）溫度越高平衡左移CO的體積分數越大，但T2時CO的體積分數小于T1時CO的體積分數，說明反應未達平衡，T3時CO的體積分數大于T2時CO的體積分數，說明Ⅲ達到平衡。而達到平衡時，根據反應放熱可判斷出，升高溫度，平衡逆向移動，CO的體積分數減小，故CO轉化率最大的反應溫度是T1，

考點：煤的綜合利用、蓋斯定律、平衡常數的表達及影響因素、反應熱的判斷、化學平衡狀態(tài)的判斷。