Question

【题目】I.二甲醚(CH3OCH3)被称为21世纪的新型燃料，工业上以CO和H2为原料生产二甲醚。已知：

①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H=－99kJ/mol

②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H=－24 kJ/mol

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

(1)反应4H2(g)+2CO(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)的△H=___________。

(2)某温度下，将4.0molH2和4.0molCO充入容积为1L的密闭容器中，发生反应3CO(g)+3H2(g)CH3OCH3(g)+CO2(g)，5min时CO2的物质的量浓度为0.5mo1/L，10min后反应达到平衡状态，测得二甲醚的体积分数为25%。

①5min时CO的转化率=___________；

②该温度下此反应的平衡常数K=___________；

③下列措施能提高 CH3OCH3平衡产率的有___________(填标号)。

A.分离出 CH3OCH3 B.升高温度 C.增大压强 D.改用高效催化剂

Ⅱ.液氨是一种良好的储氢物质

已知：2NH3(g)N2(g)+3H2(g) △H=+92.4 kJ/mol

其他条件相同时，反应在不同金属催化剂作用下进行相同时间后，氨的转化率[a(NH3)]随反应温度的变化情况如图所示。

(1)用___________作催化剂时，氨气分解反应的活化能最大。

(2)a点所代表的状态___________(填“是”或“不是”)平衡状态。

(3)c点时NH3的转化率高于b点时NH3的转化率，原因是______________________。

Answer 1

【答案】-222kJ/mol 37.5% 1 AC Fe 是 b、c点反应均未达到平衡，c点温度较高，反应速率较快，氨的转化率较高

【解析】

I. (1) ①×2+②，整理可得：4H2(g)+2CO(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H=-222kJ/mol；

(2) ①根据反应方程式中物质转化关系可知，反应产生CO2浓度为0.5mol/L，则反应消耗的CO的浓度也是1.5mol/L，由于反应开始时CO的浓度为4.0mol/L，所以5min时CO的转化率=(1.5mol/L÷4.0mol/L)×100%=37.5%；

②发生反应3CO(g)+3H2(g)CH3OCH3(g)+CO2(g)，假设平衡时产生二甲醚浓度为xmol/L，

c(始)(mol/L) 4.0 4.0 0 0

c(变) (mol/L) 3x 3x x x

c(平) (mol/L) 4.0-3x 4.0-3x x x

平衡时物质的总浓度c(总)= (4.0-3x)+(4.0-3x)+x+x=8.0-4x，测得二甲醚的体积分数为25%，所以=25%,解得x=1mol/L，所以该温度下化学反应的平衡常数K==1；

③A.分离出 CH3OCH3，即减少了生成物浓度，平衡正向移动，可提高二甲醚的产率，A正确；

B.将①×2+②+③，整理可得反应3CO(g)+3H2(g)CH3OCH3(g)+CO2(g)，△H=-263kJ/mol，该反应的正反应为放热反应，升高温度化学平衡向吸热的逆反应方向移动，CH3OCH3产率降低，B错误；

C.根据方程式可知：该反应的正反应是气体体积减小的反应，增大压强，化学平衡正向移动，可提高CH3OCH3的产率，C正确；

D.改用高效催化剂，不能使化学平衡发生移动，所以对物质的产率物影响，D错误；

故合理选项是AC；

Ⅱ.(1)反应的活化能越高，则反应中活化分子数越少，反应速率越慢，则氨气的分解速率最慢的反应中，氨气分解反应的活化能最大，即当Fe作催化剂时活化能最大；

(2)850°以后氨气的转化率不变，说明a点处于平衡状态；

(3) b、c点均未达到平衡，c点温度较高，反应速率较快，氨气的转化率较高。