Question

低碳经济成为人们一种新的生活理念，二氧化碳的捕捉和利用是能源领域的一个重要研究方向。请结合下列有关图示和所学知识回答：

(1)用CO₂催化加氢可以制取乙烯：CO₂(g)+3H₂(g)⇌C₂H₄(g)+2H₂O(g)，若反应体系的能量随反应过程变化关系如图所示：

则该反应的ΔH=______kJ•mol^-1(用含a、b的式子表示)；又知几种化学键的键能如表所示，实验测得上述反应的ΔH=-190kJ•mol^-1则表中的x=______。

化学键	C=O	H-H	C=C	C-H	H-O
键能/(kJ·mol^-1)	745	436	x	414	463

(2)用CO₂催化加氢还可以制取二甲醚：2CO₂(g)+6H₂(g)⇌CH₃OCH₃(g)+3H₂O(g)    ΔH=-122.5kJ•mol^-1。某压强下，合成二甲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：

①图中T₁、T₂分别表示反应温度，T₁______T₂(填“<”、“=”或“>”)，判断理由是______。

②图中A、B、C三点对应的平衡常数分别为K_A、K_B、K_C，则三者大小关系是______。

③T₁温度下，将6molCO₂和12molH₂充入2L的密闭容器中，经过5min反应达到平衡，则0~5min内的平均反应速率v(H₂)=______，平衡常数K=______(列出计算式即可)。

④一定条件下，上述合成二甲醚的反应达到平衡状态后，若改变反应的某个条件，下列变化能说明平衡一定向正反应方向移动的是______。(填标号)

A．逆反应速率先增大后减小

B．容器中的比值减小

C．H₂的转化率增大

D．体系压强不变

Answer

(a-b) 616 ＜ 该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，CO2的转化率减小，从图中可知在相同投料比时，T1温度下CO2的转化率大于T2温度下CO2转化率，可知T1KB，则三者大小关系是KA=KC>KB。故答案为：KA=KC>KB；

③H2与CO2的投料比为=2，根据图像投料比为2时，T1温度下CO2的平衡转化率为60%。转化CO2物质的量浓度为60%=1.8mol·L－1，则转化H2(g)物质的量浓度为1.8mol·L－1×3=5.4mol·L－1，则0~5min内的平均反应速率v(H2)==1.08mol·L-1·min-1；根据图示，T1温度下，将6molCO2和12molH2充入 2L 的密闭容器中，经过 5min 反应达到平衡，CO2的平衡转化率为60%，列三段式；

平衡常数K==(列出计算式即可)。故答案为：1.08mol·L-1·min-1；；

④A．逆反应速率先增大后减小，平衡一定向逆反应方向移动，故A不选；

B．容器中的比值减小，可能增大CO2浓度、减小H2浓度，增大CO2浓度平衡向正反应方向移动，减小H2浓度平衡向逆反应方向移动，故B不选；

C．H2的转化率增大，平衡一定向正反应方向移动；改变某个条件，平衡一定向正反应方向移动，故C选；

D．体系压强不变，说明处于平衡状态，故D不选；

故答案为：C。