Question

二甲醚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。工业上可利用煤的气化产物（水煤气）合成二甲醚。

（1）利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下：

①2H2(g) + CO(g) CH3OH(g)；ΔH ＝ －90．8 kJ·mol－1

②2CH3OH(g) CH3OCH3(g) + H2O(g)；ΔH＝ －23．5 kJ·mol－1

③CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g)；ΔH＝ －41．3 kJ·mol－1

总反应：3H2(g) + 3CO(g) CH3OCH3(g) + CO2(g)的ΔH＝ ___________；

（2）已知反应②2CH3OH(g) CH3OCH3(g) + H2O(g)某温度下的平衡常数为400 。此温度下，在密闭容器中加入CH3OH ，反应到某时刻测得各组分的浓度如下：

物质	CH3OH	CH3OCH3	H2O
浓度/（mol·L－1）	0．44	0．6	0．6

①比较此时正、逆反应速率的大小：v正 ______ v逆 （填“>”、“<”或“＝”)；

②若加入CH3OH后，经10 min反应达到平衡，此时c(CH3OH) ＝ _______________，该时间内反应速率v(CH3OH) ＝ __________________；

（3）在溶液中，反应A+2BC分别在三种不同实验条件下进行，它们的起始浓度均为c(A)=0．100mol/L、c(B)=0．200mol/L及c(C)=0mol/L。反应物A的浓度随时间的变化如下图所示。

请回答下列问题：

与①比较，②和③分别仅改变一种反应条件。所改变的条件和判断的理由是：

②________________________________________________________________________；

③________________________________________________________________________；

该反应的_________0，判断其理由是______________________________________________；

 

Answer 1

（1）-246．4kJ·mol-1

（2）①＞ ②0．04 mol·L-1 0．16 mol·L-1·min-1

（3）②加催化剂；达到平衡的时间缩短，平衡时A的浓度未变

③温度升高；达到平衡的时间缩短，平衡时A的浓度减小

﹥；升高温度向正方向移动，故该反应是吸热反应

【解析】

试题分析：（1）①2H2（g）+CO（g）CH3OH（g）△H=-90．8KJ/mol-1

②2CH3OH（g）?CH3OCH3（g）+H2O（g）△H=-23．5KJ/mol-1

③CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g）△H=-41．3KJ/mol-1

由盖斯定律②+③+①×2得到

3H2（g）+3CO（g）CH3OCH3（g）+CO2（g）的△H=-246．4 Kj/mol-1，

（2）①表中数据分析计算说明反应正向进行，v正＞v逆

②甲醇起始量浓度为0．44+1．2=1．64mol/L．设转化的甲醇浓度为x

2CH3OH（g）CH3OCH3（g）+H2O（g）

起始量（ mol/L） 1．64 0 0

变化量（mol/L） x 0．5x 0．5x

平衡量（mol/L） 1．64-x 0．5x 0．5x

计算得到x=1．6mol/L

若经10 min后反应达到平衡，此时c（CH3OH）=0．04 mol/L

0～10min内甲醇平衡浓度=0．04mol/L，平均反应速率= 0．16 mol·L-1·min-1

（3）①因催化剂能加快化学反应速度率，缩短达到平衡的时间，化学平衡不移动，所以②为使用催化剂；因升高温度，化学反应速度率加快，化学平衡移动，平衡时A的浓度减小；因③温度升高，化学平衡向吸热的方向移动，平衡时A的浓度减小，说明正反应方向吸热，△H＞0

考点：考查热化学方程式和盖斯定律的分析应用，化学平衡的有关知识和化学计算。