问题标题:
【近几年,利用CO2合成二甲醚已成为人们所关注的热点.其反应原理如下:反应①CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(l)△H1=-49.01kJ/moL反应②2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(l)△H2=-24.52kJ/moL反应③CO2】
问题描述:

近几年,利用CO2合成二甲醚已成为人们所关注的热点.其反应原理如下:

反应①CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(l)△H1=-49.01kJ/moL

反应②2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(l)△H2=-24.52kJ/moL

反应③CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(l)△H3

请回答:

(1)CO2转化为二甲醚的反应原理为:

反应④:2CO2(g)+6H2(g)⇌CH3OCH3(g)+3H2O(l)△H4=___.

(2)下列不能说明反应③在298K、恒容条件下达化学平衡状态的是___.

A、v正(H2)=v逆(H2O)

B、n(CO2):n(H2):n(CO):n(H2O)=1:1:1:1

C、混合气体的密度不变

D、混合气体的平均相对分子质量不变

E、容器的压强不变

(3)写出反应②在500K时的平衡常数表达式:___.

(4)如图表示起始投料量H2CO2=4时,反应③、④中CO2的平衡转化率随反应温度的变化关系图,根据图示回答下列问题:

①△H3___0(填写“>”、”<”、“=”)

②___(高温或低温)有利于提高反应④二甲醚的产率,请简述理由:___.

③若起始投料量H2CO2=4,起始温度为298K,反应④在503K时达到平衡,请在上图画出CO2转化率随温度升高的变化曲线.

冯海将回答:
  (1)已知:①CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(l)△H1=-49.01kJ/moL   ②2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(l)△H2=-24.52kJ/moL   由盖斯定律可得:①×2+②=④:2CO2(g)+6H2(g)⇌CH3OCH3(g)+3H2O(l),△H1=-122.541kJ/moL;   故答案为:△H1=-122.541kJ/moL;   (2)反应③CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(l),   A、v正(H2)=v逆(H2O),水为纯液态,不能计算反应速率,不能判断化学平衡状态,故A错误,   B、反应参与量满足:n(CO2):n(H2):n(CO):n(H2O)=1:1:1:1,平衡不具有这一特征,故B错误,   C、混合气体的质量减小、恒容,气体体积不变,所以密度发生改变,密度不变时,反应达到化学平衡状态,故C正确,   D、对于该反应,混合气体的质量减小为水的质量,混合气体的平均相对分子质量不变,不能作为判断依据,故D错误,   E、该反应是气体体积缩小的反应,若容器的压强不变,说明正逆反应速率相等,已经达到平衡状态,故E正确;   故答案为:ABD;   (3)反应②2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(l)△H2=-24.52kJ/moL500K时的化学平衡常数K=c(CH
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