题目

【题文】二甲醚(^-HO)是无色气体，可作为一种新型能源。由合成气(组成为^-HO、CO和少量CO2)直接制备二甲醚，其中的主要过程包括以下四个反应：①^-HO ^-HO②^-HO ^-HO③^-HO ^-HO④^-HO ^-HO。试回答下列问题：(1)一步法合成二甲醚是以合成气(^-HO)为原料，在一定温度、压强和催化剂作用下进行，由^-HO和CO直接制备二甲醚的热化学方程式：^-HO ^-HO _____；判断该反应在一定温度下、体积恒定的密闭容器中，下列不能作为达到化学平衡状态的依据是 _。A．平均摩尔质量保持不变B．容器的密度不变C．容器内压强保持不变D．单位时间内消耗2moLCO同时消耗1mol二甲醚(2)燃煤废气中的^-HO转化为二甲醚的反应原理为：^-HO，一定条件下，现有两个体积均为2.0L恒容密闭容器甲和乙，在甲中充入1moLCO2和3molH2，在乙中充入2moLCO2和6molH2，发生上述反应并达到平衡。该反应中CO2的平衡转化率随温度的变化曲线如图1所示；容器甲中，在不同催化剂作用下，相同时间内CO2的转化率随温度变化如图2所示。下列说法正确的是 _。^-HOA．图1中，反应^-HO的^-HO、^-HOB．图1中，表示乙容器CO2的平衡转化率随温度变化的是曲线BC．图1中，逆反应速率^-HO：状态Ⅰ＜状态ⅢD．图2中，^-HO对应的平衡常数小于^-HO对应的平衡常数E．图2中，根据图中曲线分析，催化剂Ⅰ的催化效果最好(3)若CO2和H2仅发生反应②和③，研究表明：在其他条件相同的情况下，用新型催化剂可以显著提高甲醇的选择性，使用该催化剂，按^-HO(总量为amol)投料于恒容密闭容器中进行反应，CO2的平衡转化率和甲醇的选择率(甲醇的选择率：转化的CO2中生成甲醇的物质的量分数)随温度的变化趋势如图所示：(忽略温度对催化剂的影响)^-HO①根据图中数据，温度选择 _K，达到平衡时，反应体系内甲醇的产量最高。②随着温度的升高，CO2的平衡转化率增加但甲醇的选择率降低，请分析其原因： _。(4)利用电化学方法可以将CO2有效地转化为^-HO，装置如下图所示。^-HO①在该装置中，右侧Pt电极的电极反应式为 _。②装置工作时，阴极除有^-HO生成外，还可能生成副产物降低电解效率。标准状况下，当阳极生成氧气体积为448mL时，测得阴极区内的^-HO，电解效率为 _______(忽略电解前后溶液的体积变化)。已知：电解效应^-HO

【题文】二甲醚( $eqIdafa5f5bbd481437a85f3b45766db2c1d$ )是无色气体，可作为一种新型能源。由合成气(组成为 $eqIdb204e7205cea403c94434089e2375f73$ 、CO和少量CO₂)直接制备二甲醚，其中的主要过程包括以下四个反应：
① $eqId23f342362dc64e27ac0882a66521b6e5$ $eqIda61cafe29a8d4145a49db8d030693438$
② $eqIdfa752e73cbba4494852bd87830af208f$ $eqId232d3628d3704337a9cb7f4fb7e1c88a$
③ $eqIdb97c8a802ceb408b85097aa26dabc6fb$ $eqIdb8c1b35954024362b5bd9dd5ba348164$
④ $eqId5ded7e9d2be44606b121e9bf160c429b$ $eqId3662b2cf8add44ee9f29290dba1ec933$ 。
试回答下列问题：
(1)一步法合成二甲醚是以合成气( $eqId8a37ebc076294e93943f26d9217090c3$ )为原料，在一定温度、压强和催化剂作用下进行，由 $eqIdb204e7205cea403c94434089e2375f73$ 和CO直接制备二甲醚的热化学方程式： $eqId3b5986f95a50455c8293b0dfac118475$ $eqId5bef3e1422a64f4dbb04fbc783113d06$ ___________；判断该反应在一定温度下、体积恒定的密闭容器中，下列不能作为达到化学平衡状态的依据是 ___________。
A．平均摩尔质量保持不变
B．容器的密度不变
C．容器内压强保持不变
D．单位时间内消耗2moLCO同时消耗1mol二甲醚
(2)燃煤废气中的 $eqId6b260b83fee64f55b7c316a182110cf1$ 转化为二甲醚的反应原理为： $eqIdbcfb6754713f46949f4e713c067e0beb$ ，一定条件下，现有两个体积均为2.0L恒容密闭容器甲和乙，在甲中充入1moLCO₂和3molH₂，在乙中充入2moLCO₂和6molH₂，发生上述反应并达到平衡。该反应中CO₂的平衡转化率随温度的变化曲线如图1所示；容器甲中，在不同催化剂作用下，相同时间内CO₂的转化率随温度变化如图2所示。下列说法正确的是 ___________。
说明: figure

A．图1中，反应 $eqIdbcfb6754713f46949f4e713c067e0beb$ 的 $eqIdd8beb25a73884f058379e5667223c806$ 、 $eqId41e609e66fa74b149e827d549014318f$
B．图1中，表示乙容器CO₂的平衡转化率随温度变化的是曲线B
C．图1中，逆反应速率 $eqIddaadaf65c12b4e7fad8eb8d1feebdd29$ ：状态Ⅰ＜状态Ⅲ
D．图2中， $eqId18d8f386707a436c9629cdc52bce2464$ 对应的平衡常数小于 $eqId8c7bffe914df408995f849dc3942de61$ 对应的平衡常数
E．图2中，根据图中曲线分析，催化剂Ⅰ的催化效果最好
(3)若CO₂和H₂仅发生反应②和③，研究表明：在其他条件相同的情况下，用新型催化剂可以显著提高甲醇的选择性，使用该催化剂，按 $eqId95a8e84e93d545c6b95ad7f5bd2dcaca$ (总量为amol)投料于恒容密闭容器中进行反应，CO₂的平衡转化率和甲醇的选择率(甲醇的选择率：转化的CO₂中生成甲醇的物质的量分数)随温度的变化趋势如图所示：(忽略温度对催化剂的影响)
说明: figure

①根据图中数据，温度选择 ___________K，达到平衡时，反应体系内甲醇的产量最高。
②随着温度的升高，CO₂的平衡转化率增加但甲醇的选择率降低，请分析其原因： ___________。
(4)利用电化学方法可以将CO₂有效地转化为 $eqIdf72a3cefd415495698ec06a21b3a32c4$ ，装置如下图所示。
说明: figure

①在该装置中，右侧Pt电极的电极反应式为 ___________。
②装置工作时，阴极除有 $eqIdf72a3cefd415495698ec06a21b3a32c4$ 生成外，还可能生成副产物降低电解效率。标准状况下，当阳极生成氧气体积为448mL时，测得阴极区内的 $eqId65023be402eb4cfa8b160f733c377b03$ ，电解效率为 ___________(忽略电解前后溶液的体积变化)。已知：电解效应 $eqIdb08871aafcfb4cb68bd9c22739a5bff2$

题目解答

答案

【答案】 $eqId26fc13082547498aad10b155bee93b13$ B ACE 553 当温度升高时反应②平衡逆向移动，而反应③平衡正向移动且幅度更大，所以CO₂的转化率增加，但甲醇的选择性却降低 $eqId705e35ed9e0745cdb67fc2233739ea8c$ 75%