[题目]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) 反应②:C(ads)+ CO2(g)2CO(g) 上述反应中C(ads)为吸附性活性炭.反应历程� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】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）CH4与CO2制备“合成气”的热化学方程式为_________。能量变化图中：E5+E1_________E4+E2（填“＞”、“＜”或“＝”）。

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正= k正·c2（CH3OH），v逆=k逆·c（CH3OCH3）·c（H2O），k正、k逆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）。

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

（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正 ____v逆（填“＞”、 “＜”或“＝”）。

（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

【答案】CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)ΔH=+(E3-E1)kJmol-1 < < > C

【解析】

I．（1）由图像可知，CH4与CO2制备“合成气”的热化学方程式为：CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)ΔH=+(E3-E1)kJmol-1；反应①为慢反应，反应②为快反应，因此可知反应①的活化能大于反应②的活化能，即E4-E1>E5-E2，故E5+E1<E4+E2；

II．（2）温度升高，lnKC减小，KC减小，说明升高温度，平衡逆向移动，故升高温度，k正增大的倍数小于k逆增大的倍数；

（3）该时刻浓度熵<KC，因此反应正向进行，v正>v逆；

（4）500K下，lnKc = 2.205+=3.21，KC=e3.21=24.78，假设某一时刻c(CH3OH)= c(CH3OCH3)= c(H2O)=amol/L，此时H3OCH3(g)的物质的量分数为，则浓度熵<KC，因此反应正向进行，达到平衡时，CH3OCH3(g)的物质的量分数大于。

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	苯甲酸	乙醇	苯甲酸乙酯
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（1）为提高原料苯甲酸的纯度，可采用的纯化方法为_________。

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（6）最终得到产物纯品12.0 g，实验产率为_________ %（保留三位有效数字）。

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