碳酸二甲酯(DMC)是一种近年来受到广泛关注的环保型绿色化工产品。在催化剂作用下,可由甲醇和CO2直接合成DMC:CO2+2CH3OH―→CO(OCH3)2+H2O,但甲醇转化率通常不会超过1%是制约该反应走向工业化的主要原因。某研究小组在其他条件不变的情况下,通过研究温度、反应时间、催化剂用量分别对转化数(TON)的影响来评价催化剂的催化效果。
计算公式为TON=转化的甲醇的物质的量/催化剂的物质的量。
(1)已知25 ℃时,甲醇和DMC的标准燃烧热分别为ΔH1和ΔH2,则上述反应在25 ℃时的焓变ΔH3=________。
(2)根据反应温度对TON的影响图(图1)判断该反应的焓变ΔH____0(填“>”、“=”或“<”),理由是_________。
(3)根据反应时间对TON的影响图(图2),已知溶液总体积 10 mL,反应起始时甲醇0.25 mol,催化剂0.6×10-5 mol,计算该温度下,4~7 h内DMC的平均反应速率:________;计算10 h时,甲醇的转化率:________。
(4)根据该研究小组的实验及催化剂用量TON的影响图(图3),判断下列说法正确的是________。
a.由甲醇和CO2直接合成DMC,可以利用价廉易得的甲醇把影响环境的温室气体CO2转化为资源,在资源循环利用和环境保护方面都具有重要意义
b.在反应体系中添加合适的脱水剂,将提高该反应的TON
c.当催化剂用量低于1.2×10-5 mol时,随着催化剂用量的增加,甲醇的平衡转化率显著提高
d.当催化剂用量高于1.2×10-5 mol时,随着催化剂用量的增加,DMC的产率反而急剧下降
密闭体系中发生下列反应:N2 + 3H2 ="===" 2NH3(正反应为放热反应),如图是某一时间段反应速率与反应进程的曲线关系图。
回答下列问题:
(1)处于平衡状态的时间段是_________________________________________________________
(2)t1、t3、t4时刻,体系中分别是什么条件发生了变化?
t1:_______ t3:_______ t4:_________
(3)下列时间段中,氨的百分含量最高的是________
A.t 0~t1、 | B.t2~t3 | C.t3~t4 | D.t5~t6 |
化学平衡移动原理同样也适用于其他平衡,已知在氨水中存在下列平衡:
NH3+H2O===NH3.H2O===NH4++OH-
(1)向氨水中加入MgCl2固体时,平衡向______________移动,OH-的浓度_______,
NH4+的浓度_______。
(2)向氨水中加入浓盐酸,此时溶液中浓度减小的微粒有_______、_______、_______。
(3)向浓氨水中加入少量的NaOH固体,平衡向_______移动,此时发生的现象是______________
______________。
对于溶液中进行的反应:FeCl3+3KSCN===Fe(SCN)3+3KCl,当其他条件一定时:
(1)向溶液中加入少量的KCl固体,溶液的颜色_______
(2)向溶液中加入少量KSCN固体,溶液的颜色_______
(3)加水稀释时,化学平衡向_______移动
在密闭容器中,当合成氨的反应N2+3H2===2NH3(正反应是放热反应)达到平衡时,改变如下的一些条件:
A.升温, | B.加压, | C.减压, | D.增大c(H2),(E)减小c(NH3),(F)增大c(NH3),若平衡向右移动用“ →”,若平衡向左移动用“←”表示;若值增加用“↑”表示,若值减小用“↓”表示,请根据下表中各项的变化情况,在改变条件栏目中填上相应的编号(每项只改变一个条件)。 |
编号 |
改变条件 |
平衡移动方向 |
N2的转化率 |
C(NH3) |
C(N2) |
C(H2) |
① |
→ |
↑ |
↓ |
↓ |
↓ |
|
② |
← |
↓ |
↓ |
↑ |
↑ |
|
③ |
→ |
↑ |
↑ |
↓ |
↑ |
|
④ |
← |
↓ |
↓ |
↓ |
↓ |
|
⑤ |
→ |
↑ |
↑ |
↑ |
↑ |
对于反应:2SO2+O2===2SO3,当其他条件不变时,只改变一个反应条件,将生成SO3的反应速率的变化填入下表空格里(填“增大”、“减小”或“不变”)
编号 |
改变的条件 |
生成SO3的速率 |
① |
升高温度 |
|
② |
恒压下充入Ne |
|
③ |
增大O2的浓度 |
|
④ |
使用催化剂 |
|
⑤ |
压缩体积 |
|
⑥ |
恒容下充入Ne |