二甲醚(CH
3OCH
3)是一种重要的清洁燃料,也可替代氟利昂作制冷剂等,对臭氧层无破坏作用.工业上以CO和H
2为原料生产二甲醚CH
3OCH
3的新工艺主要发生三个反应:
①CO(g)+2H
2(g)?CH
3OH(g)△H
1=-Q
1 kJ?mol
-1②2CH
3OH(g)?CH
3OCH
3(g)+H
2O(g)△H
2=-Q
2 kJ?mol
-1③CO(g)+H
2O(g)?CO
2(g)+H
2(g)△H
3=-Q
3 kJ?mol
-1回答下列问题:
(1)新工艺的总反应3H
2(g)+3CO(g)═CH
3OCH
3(g)+CO
2(g)的热化学方程式为
.
(2)工业上一般在恒容密闭容器中采用下列反应合成甲醇:CO(g)+2H
2(g)?CH
3OH (g)△H
下表所列数据是该反应在不同温度下的化学平衡常数(Κ).
温度 | 250℃ | 300℃ | 350℃ |
K | 2.041 | 0.270 | 0.012 |
①由表中数据判断△H
0 (填“>”、“=”或“<”).能够说明某温度下该反应是平衡状态的是
A.体系的压强不变
B.密度不变
C.混合气体的相对分子质量不变
D.c(CO)=c(CH
3OH)
②某温度下,将 2mol CO和 6mol H
2 充入2L的密闭容器中,充分反应 10min后,达到平衡时测得c(CO)=0.2mol/L,计算此温度下的平衡常数K=
.
(3)工业生产是把水煤气中的混合气体经过处理后获得的较纯H
2用于合成氨.合成氨反应原理为:N
2(g)+3H
2(g)
2NH
3(g)△H=-92.4kJ?mol
-1.实验室模拟化工生产,在恒容密闭容器中冲入一定量N
2和H
2后,分别在不同实验条件下反应,N
2浓度随时间变化如图1.请回答下列问题:
①与实验Ⅰ比较,实验Ⅱ改变的条件为
.
②在实验Ⅲ中改变条件为采用比实验Ⅰ更高的温度,请在图2中画出实验I和实验Ⅲ中NH
3浓度随时间变化的示意图.