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  • 1. (2020·深圳模拟) CO2的回收与利用是科学家研究的热点课题,可利用CH4与CO2制备“合成气”(CO、H2),还可制备甲醇、二甲醚、低碳烯烃等燃料产品。

    I.制合成气

    科学家提出制备“合成气”反应历程分两步:

    反应①:CH4(g) C(ads)+2H2 (g)  (慢反应)

    反应②:C(ads)+ CO2(g) 2CO(g)  (快反应)

    上述反应中C(ads)为吸附性活性炭,反应历程的能量变化如图:

    1. (1) CH4与CO2制备“合成气”的热化学方程式为。能量变化图中:E5+E1E4+E2(填“>”、“<”或“=”)。
    2. (2) II.脱水制醚

      利用“合成气”合成甲醇后,甲醇脱水制得二甲醚的反应为:

      2CH3OH(g) CH3OCH3(g) + H2O(g)  ΔH,其速率方程式为:v= k·c2(CH3OH),v=k·c(CH3OCH3)·c(H2O),k、k为速率常数且只与温度有关。经查阅资料,上述反应平衡状态下存在计算式:lnKc = −2.205+ (Kc为化学平衡常数;T 为热力学温度,单位为K)。

      反应达到平衡后,仅升高温度,k增大的倍数 k增大的倍数(填“>”、“<”或“=”)。

    3. (3) 某温度下(该反应平衡常数Kc为200),在密闭容器中加入一定量 CH3OH,反应到某时刻测得各组分的物质的量如下:

      物质

      CH3OH

      CH3OCH3

      H2O

      物质的量/mol

      0.4

      0.4

      0.4

      此时正、逆反应速率的大小:v v (填“>”、 “<”或“=”)。

    4. (4) 500K下,在密闭容器中加入一定量甲醇 CH3OH,反应到达平衡状态时,体系中CH3OCH3(g)的物质的量分数为_________(填标号)。
      A . B . C . D . 无法确定

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