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合成二甲醚.请回答下列问题: ⑴ 煤的气化的主要化学反应方程式为: . ⑵ 利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下: ① 2H2CH3OH(g) ΔH＝-90.8 kJ·mol-1 K1 ② 2CH3OH(g)CH3OCH3(g) + H2O(g),ΔH� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

（14分）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。请回答下列问题：

⑴ 煤的气化的主要化学反应方程式为：___________________________。

⑵ 利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下：

① 2H₂(g) + CO(g)CH₃OH(g) ΔH＝－90.8 kJ·mol^－¹ K₁

② 2CH₃OH(g)CH₃OCH₃(g) + H₂O(g)；ΔH＝－23.5 kJ·mol^－¹ K₂

③ CO(g) + H₂O(g)CO₂(g) + H₂(g)；ΔH＝－41.3 kJ·mol^－¹ K₃

总反应：3H₂(g) + 3CO(g)CH₃OCH₃(g) +CO₂ (g)的ΔH＝ _____ , K= （用包含K₁、 K₂、 K₃的式子表示）.一定条件下的等容密闭容器中，该总反应达到平衡，要提高CO的转化率，可以采取的措施是（填字母代号）。

a．高温高压 b．加入催化剂 c减少CO₂的浓度

d．增加CO的浓度 e．增加H₂的浓度 f．充入He

（3）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) ＝ __________。

【答案】

(1) C+H₂OCO+H₂ (2) -246.4kJ· mol^-1；K₁²·K₂· K₃；c、e

(3)①＞ ②0.04 mol·L^-1；0.16 mol·L^-1·min^-1（每格2分）

【解析】（1）煤气化主要是在高温下煤和水蒸气反应合成水煤气，所以方程式为

C+H₂OCO+H₂。

（2）考查盖斯定律的应用和平衡常数的计算。①×2＋②＋③即得到

3H₂(g) + 3CO(g)CH₃OCH₃(g) +CO₂ (g)，所以ΔH等于－（90.8×2＋23.5＋41.3）kJ·mol^－¹ ＝－246.4kJ· mol^-1。根据①×2＋②＋③可计算平衡常数为K＝K₁²·K₂· K₃。因为反应是体积减小的、放热的可逆反应，高温向逆反应方向移动，催化剂不能改变平衡状态，降低生成物浓度平衡向正反应方向移动，增加CO的浓度平衡向正反应方向移动，但后降低自身的转化率，增大氢气浓度可以提高CO的转化率，保持体积不变，充入稀有气体，平衡不移动，因此答案是ce。

（3）根据数据可计算出，小于平衡常数，因而正反应速率大逆反应速率。因为最初加入的甲醇是1.64mol·L^－¹，所以根据反应式可进行计算。

2CH₃OH(g) CH₃OCH₃(g) + H₂O(g)

起始浓度（mol·L^－¹） 1.64 0 0

转化浓度（mol·L^－¹） x 0.5x 0.5x

平衡浓度（mol·L^－¹） 1.64－x 0.5x 0.5x

所以

解得x＝1.6。所以平衡时c(CH₃OH)等于0.04mol·L^－¹。反应速率v(CH₃OH) 等于0.16 mol·L^-1·min^-1。

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科目：高中化学 来源： 题型：

（2010?天津）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．请回答下列问题：
（1）煤的气化的主要化学反应方程式为：

C+H₂O

高温

CO+H₂

C+H₂O

高温

CO+H₂

．
（2）煤的气化过程中产生的有害气体H₂S用Na₂CO₃溶液吸收，生成两种酸式盐，该反应的化学方程式为：

H₂S+Na₂CO₃=NaHS+NaHCO₃

．
（3）利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下：
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
总反应：3H₂（g）+3CO（g）?CH₃OCH₃（g）+CO₂（g）的△H=

-246.4kJ?mol^-1

；
一定条件下的密闭容器中，该总反应达到平衡，要提高CO的转化率，可以采取的措施是

c、e

（填字母代号）．
a．高温高压 b．加入催化剂 c．减少CO₂的浓度 d．增加CO的浓度 e．分离出二甲醚
（4）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10min反应达到平衡，此时c（CH₃OH）=

0.04mol?L^-1

；该时间内反应速率v（CH₃OH）=

0.16mol/（L?min）

．

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科目：高中化学 来源： 题型：

（2012?虹口区二模）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．工业上利用H₂和CO₂合成二甲醚的反应如下：6H₂（g）+2CO₂（g）?CH₃OCH₃（g）+3H₂O（g）
已知该反应平衡常数（K）与温度（T）的关系如图所示．
（1）一定温度下，在一个固定体积的密闭容器中进行该反应．下列能判断反应达到化学平衡状态的是

（选填编号）．
a．c（H₂）与c（H₂O）的比值保持不变 b．单位时间内有2mol H₂消耗时有1mol H₂O生成
c．容器中气体密度不再改变 d．容器中气体压强不再改变
（2）温度升高，该化学平衡移动后到达新的平衡，CH₃OCH₃的产率将

变小

（填“变大”、“变小”或“不变”，下同），混合气体的平均式量将

变小

．
（3）一定温度和压强下，往体积为20L的容器中通入一定物质的量的H₂与CO₂，达到平衡时，容器中含有0.1mol二甲醚．计算H₂的平均反应速率：

0.03

mol/（L．s），t-达到平衡所需的时间（单位：s，可自定）

0.03

mol/（L．s），t-达到平衡所需的时间（单位：s，可自定）

（用字母表示所缺少的物理量并指明其含义）．
（4）工业上为提高CO₂的转化率，采取方法可以是

（选填编号）．
a．使用高效催化剂 b．增大体系压强
c．及时除去生成的H₂O d．增加原料气中CO₂的比例．

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科目：高中化学 来源： 题型：

（2012?崇明县二模）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．工业上可利用焦炭与水蒸气在高温下的反应产物（水煤气）合成二甲醚．请回答下列问题：
（1）制水煤气的主要化学反应方程式为：

C+H₂O

高温

CO+H₂

C+H₂O

高温

CO+H₂

．
（2）煤的气化过程中产生的有害气体H₂S用Na₂CO₃溶液吸收，生成两种酸式盐，该反应的化学方程式为：

H₂S+Na₂CO₃→NaHS+NaHCO₃

．
（3）利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下：
①2H₂（g）+CO（g）?CH₃OH（g）+90.8kJ
②2CH₃OH（g）?CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）+23.5kJ
③CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）+41.3kJ
总反应：3H₂（g）+3CO（g）?CH₃OCH₃（g）+CO₂（g）+Q，其中Q=

246.4

kJ；
一定条件下的密闭容器中，该总反应达到平衡，要提高CO的转化率，可以采取的措施是

（填字母代号）．
a．低温高压b．加入催化剂c．减少CO₂的浓度d．增加CO的浓度
（4）已知某温度下反应②2CH₃OH（g）?CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）在一密闭容器中进行到10min时恰好达平衡，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

比较此时正、逆反应速率数值（单位相同）的大小：v_正（甲醇）

＞

v_逆（水）（填“＞”、“＜”或“=”）．
反应开始时c（CH₃OH）=

1.64mol?L^-1

；该时间内的平均反应速率v（CH₃OH）=

0.16mol/L?min

；该温度下反应的平衡常数值为

1.86

．（精确到0.01）

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科目：高中化学 来源： 题型：

已知二甲醚是一种重要的清洁燃料，可以通过CH₃OH分子间脱水制得：2CH₃OH（g）?CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）△H=23.5kJ?mol^-1．在T₁℃，恒容密闭容器中建立上述平衡，体系中各组分浓度随时间变化如图所示．请回答下列问题：
（1）该条件下反应平衡常数表达式K=

c(CH3OCH3)?c(H2O)

c2(CH3OH)

c(CH3OCH3)?c(H2O)

c2(CH3OH)

．在T₁℃时，该反应的平衡常数为

，达到平衡时n（CH₃OH）：n（CH₃OCH₃）：n（H₂O）=

2：5：4

．
（2）相同条件下，若改变起始浓度，某时刻各组分浓度依次为c（CH₃OH）=0.4mol?L^-1、c（H₂O）=0.6mol?L^-1、c（CH₃OCH₃）=1.2mol?L^-1，此时正、逆反应速率的大小：v （正）

＞

v （逆）（填“＞”、“＜”或“=”），反应向

正反应方向

进行（填“正反应方向”或“逆反应方向”）．

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科目：高中化学 来源： 题型：阅读理解

二甲醚是一种重要的清洁燃料，工业上可利用煤的气化产物（水煤气）合成二甲醚．利用水煤气合成二甲醚的热化学方程式为：
3H₂（g）+3CO（g）?CH₃OCH₃（g）+CO₂（g）△H=-274kJ?mol^-1．
（1）该反应在一定条件下的密闭容器中达到平衡后，为同时提高反应速率和二甲醚的产率，可以采取的措施是

（填字母）
A．降低温度 B．加入催化剂 C．缩小容器体积 D．增加H₂的浓度 E．分离出二甲醚
（2）该反应可以分两步进行：
4H₂（g）+2CO（g）═CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）△H₁ ①
CO（g）+H₂O（g）═CO₂（g）+H₂△H₂=-42kJ?mol^-1
则反应①的焓变△H₁=

kJ?mol^-1，熵变△S

（填“＞、＜或=”）0．
已知某些化学键的键能数据如下表所示：

化学键	C-H	O-H	H-H	C-O	C≡O
键能/kJ．mol^-1	413	463	436	358	1072

CO中C与O之间为叁键连接，则CO₂中碳氧键的键能是

kJ?mol^-1．
（3）二甲醚也可以通过CH₃OH分子间脱水制得：
2CH₃OH（g）?CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）△H₃=-23.5kJ?mol^-1．在T₁℃，恒容密闭容器中建立上述平衡，体系中各组分浓度变化如下表：

物质	CH₃OH （g）	CH₃OCH₃ （g）	H₂O （g）
起始浓度/mol．l^-1	2	0.2	0
平衡浓度/mol．l^-1	0.4	1	0.8

①该条件下反应平衡常数K=

．
②相同条件下，若改变起始浓度．

物质	CH₃OH （g）	CH₃OCH₃ （g）	H₂O （g）
起始浓度/mol．l^-1	0.4	1.2	0.6

此时正、逆反应速率的大小：v_正

（填“＞、＜或=”）v_逆．
（4）二甲醚-空气是一种高效的燃料电池，在氢氧化钾溶液中，电池反应方程式为：
CH₃OCH₃（l）+3O₂（g）+4KOH（aq）═2K₂CO₃（aq）+5H₂O（l）
请写出负极的电极反应式：

．

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