“碳化學(xué)”是指以碳單質(zhì)或分子中含1個碳原子的物質(zhì)(如CO、CO2、CH4、CH3OH等)為原料合成工業(yè)產(chǎn)品的化學(xué)工藝,對開發(fā)新能源和控制環(huán)境污染有重要意義。
(1)一定溫度下,在甲、乙兩個容積均為2L的密閉容器中,分別發(fā)生反應(yīng):CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.0kJ?mol-1。相關(guān)數(shù)據(jù)如表所示:
容器 |
甲 |
乙 |
起始投入物質(zhì) |
1molCO2(g)和3molH2(g) |
1molCH3OH(g)和1molH2O(g) |
平衡時 c(CH3OH) |
c1 |
c2 |
平衡時能量變化 |
放出29.4kJ |
吸收akJ |
則:c
1=
=
c
2(填“>”、“<”或“=”);a=
19.6
19.6
。
(2)科學(xué)家成功研制出一種新型催化劑,能將CO
2轉(zhuǎn)變?yōu)榧淄?。在常壓?00℃條件下,CO
2與H
2按體積之比1:4反應(yīng),CO
2轉(zhuǎn)化率可達90%。一定條件下,某興趣小組在容積為VL的密閉容器中發(fā)生此反應(yīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài)。
①該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式為
。
②由圖1可知該反應(yīng)的ΔH
<
<
0(填“>”、“<”或“=”);300℃時,從反應(yīng)開始到達平衡,以H
2的濃度變化表示的化學(xué)反應(yīng)速率是
(用n
A、t
A、V表示)。
(3)已知CO
2(g)+2CH
3OH(g)?CH
3OCOOCH
3(g)+H
2O(g) ΔH,控制一定條件,該反應(yīng)能自發(fā)進行,則ΔH
<
<
0(填“>”、“<”或“=”)。在一定溫度下,向一容積可變的容器中充入1molCO
2、2molCH
3OH(g),CO
2的轉(zhuǎn)化率與反應(yīng)時間的關(guān)系如圖2所示。在t時加壓,若t
1時容器容積為1000mL,則t
2時容器容積為
25
25
mL。