Question

【题目】二甲醚是一种重要的化工原料，利用水煤气（CO、H2）合成二甲醚是工业上的常用方法，该方法由以下几步组成： 2H2（g）+CO（g）CH3OH（g）△H=﹣90.0kJmol﹣1①
2CH3OH（g）CH3OCH3（g）+H2O（g）△H=﹣24.5kJmol﹣1②
CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g）△H=﹣41.1kJmol﹣1③
（1）下列说法正确的是
A.反应①的△S＜0、△H＜0，所以能在较低温度下自发进行．
B.反应③的H2O与CO的生成速率之比为1：1时，表示该反应已经达到平衡状态
C.反应②属于加成反应
（2）反应①合成的甲醇在工业上可以用作燃料电池，请写出甲醇燃料电池（KOH溶液）负极电极反应式 ．
（3）当合成气中CO与H2的物质的量之比恒定时，温度、压强对CO转化率影响如图1所示，图1中A点的v（逆）B点的v（正）（填“＞”、“＜”或“=”），说明理由 ．
（4）一定温度下，密闭容器中发生反应③，该反应的平衡常数表达式k=；水蒸气的转化率与 的关系如图2，计算该温度下反应③的平衡常数K= ．

Answer 1

【答案】
（1）A
（2）CH3OH+8OH﹣﹣6e﹣═CO32﹣+6H2O
（3）＜；B点对应的温度和压强都比A点高，温度升高，或压强增大，都会加快反应速率
（4）；1
【解析】解：（1）A、反应①的△S＜0、△H＜0，根据△G=△H﹣T△S判断：在较低温度下自发进行，A正确；B、反应进行到任何时候H2O与CO的生成速率之比都为1：1，B错误；
C、反应②属于取代反应，C错误；
所以答案是：A；（2）燃料电池中，负极上甲醇失电子发生氧化反应，电极反应式为：CH3OH﹣6e﹣+8OH﹣=CO32﹣+6H2O；
所以答案是：CH3OH+8OH﹣﹣6e﹣═CO32﹣+6H2O；（3）B点对应的温度和压强都比A点高，温度升高，或压强增大，都会加快反应速率，故A点的v（逆）＜B点的v（正）；
所以答案是：＜；B点对应的温度和压强都比A点高，温度升高，或压强增大，都会加快反应速率；（4）CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g）的K= ；
由图可知， =1时水的转化率为0.5，令水、CO的起始物质的量均为1mol，转化的水为0.5mol，则：

	CO（g）+	H2O（g）		CO2（g）+	H2（g）
起始量（mol）：	1	1		0	0
变化量（mol）：	0.5	0.5		0.5	0.5
平衡量（mol）：	0.5	0.5		0.5	0.5

由于反应前后气体物质的量不变，用物质的量代替浓度计算平衡常数，则平衡常数K= =1；
所以答案是： ；1．
【考点精析】利用反应热和焓变和化学平衡的计算对题目进行判断即可得到答案，需要熟知在化学反应中放出或吸收的热量，通常叫反应热；反应物转化率=转化浓度÷起始浓度×100%=转化物质的量÷起始物质的量×100%；产品的产率=实际生成产物的物质的量÷理论上可得到产物的物质的量×100%．