Question

(1)利用CO、H₂制造CH₃OCH₃有三个途径：

CO(g)+H₂(g)═CH₃OH(g)  △H₁＝-91kJ•mol^-1  平衡常数K₁

2CH₃OH(g)═CH₃OCH₃(g)+H₂O  △H₂＝-24kJ•mol^-1  平衡常数K₂

CO(g)+H₂O(g)═CO₂(g)+H₂(g)  △H₃＝-41kJ•mol^-1  平衡常数K₃

新工艺的总反应式为3CO(g)+3H₂(g)═CH₃OCH₃(g)+CO₂(g)则该反应的△H＝_____，化学平衡常数为K＝__(用K₁、K₂、K₃的代数式表示)；

(2)一定条件下气体A与气体B反应生成气体C，反应过程中反应物与生成物的浓度随时间变化的曲线如图．此反应在达到平衡时，A的转化率为__；

(3)研究减少有毒气体的排放对改善环境消除雾霾有十分重要的意义。利用I₂O₅消除CO污染的反应为：5CO(g)+I₂O₅(s)⇌5CO₂(g)+I₂(s)  △H。不同温度下，向装有足量I₂O₅固体的2L恒容密闭容器中通入4molCO，测得CO₂的体积分数φ(CO₂)随时间t变化曲线如图。

请回答：

①该反应属于__反应(填“放热”或“吸热“)；

②从反应开始至a点时的反应速率为v(CO)＝___，b点时化学平衡常数K_b＝__；

③下列说法不正确的是____(填字母序号)。

a．容器内气体密度不变，表明反应达到平衡状态

b．两种温度下，c点时体系中混合气体的压强相等

c．增大d点的体系压强，CO的转化率不变

d．b点和d点的化学平衡常数：K_b＜K_d

Answer

-247kJ•mol-1 K12•K2•K3 75% 放热 1.2mol•L-1•min-1 1024 bd

【解析】

(1)结合三个方程式利用盖斯定律分析解答；

(2)根据转化了的浓度与起始浓度之比可求得A的转化率；

(3)①由图象可知：d点所在曲线反应速率快，温度高，但CO2的体积分数小，结合温度对平衡的影响分析判断；②根据起始量和a点时CO2的体积分数(即物质量分数)，利用三段式计算从反应开始至a点时的反应速率为v(CO)；根据b点时CO2的体积分数φ(CO2求出CO和CO2的平衡浓度进而求出b点时化学平衡常数Kb；③根据化学平衡的特征结合温度、压强对平衡的影响分析判断。

(1)①CO(g)+H2(g)═CH3OH(g)△H1=-91kJ•mol-1平衡常数K2；②2CH3OH(g)═CH3OCH3(g)+H2O△H2=-24kJ•mol-1平衡常数K2；③CO(g)+H2O(g)═CO2(g)+H2(g)△H3=-41kJ•mol-1平衡常数K3；

根据盖斯定律，反应①×2+②+③，可得到，3CO(g)+3H2(g)═CH3OCH3(g)+CO2(g)△H=(-91kJ•mol-1)×2+(-24kJ•mol-1)+(-41kJ•mol-1)=-247kJ•mol-1，则K=K12•K2•K3，故答案为：-247kJ•mol-1；K12•K2•K3；

(2)根据转化了的浓度与起始浓度之比可求得A的转化率为×100%=75%，故答案为：75%；

(3)①5CO(g)+I2O5(s)⇌5CO2(g)+I2(s)，由图象可知：ad曲线反应速率快，温度高，但CO2的体积分数小，即升高温度，平衡逆向移动，故该反应为放热反应，故答案为：放热；

②)①设反应5min内转化CO物质的量为xmol，a点时：

根据a点时CO2的体积分数φ(CO2)==0.30，得x=1.2，则从反应开始至a点时的反应速率为v(CO)= ===1.2mol•L-1•min-1；

设起始到平衡转化CO物质的量为ymol，b点时：

根据b点时CO2的体积分数φ(CO2)==0.80，得y=3.2，c(CO)=0.4mol•L-1，c(CO2)=1.6mol•L-1，b点时化学平衡常数Kb===1024，故答案为：1.2mol•L-1•min-1；1024；

③a．因为条件为恒容，而反应前后气体质量发生变化，容器内气体密度为变量，所以容器内气体密度不变时，表明反应达到平衡状态，故a正确；b．c点为交点，气体物质的量分别相等，容器的体积相同，温度不同，体系中混合气体的压强不等，故b错误；c．该反应前后气体的体积不变，改变压强，平衡不移动，CO的转化率不变，故c正确；d．b点比d点温度低，生成物CO2体积分数大，说明反应进行的程度大，则化学平衡常数：Kb＞Kd，故d错误；故答案为：bd。