Question

【题目】二甲醚(CH3OCH3)，是一种易燃气体。主要作为甲基化试剂和各类气雾推进剂，在制药、染料、农药工业中有许多独特的用途。其制备方法之一可由H2和CO合成：2CO(g) + 4H2(g) CH3OCH3(g) + H2O(g) ΔH<0

（1）该反应的ΔS_____0(填“＞”、“＜”或“＝”)。

（2）在恒温恒容容器中，不能判断该反应达到化学平衡状态的依据是____(选填字母序号)。

a.二甲醚和水蒸气的体积比等于1︰1 b．容器中压强保持不变

c．υ正（H2）＝4υ逆（CH3OCH3） d．容器中一氧化碳的物质的量不再改变

（3）在密闭容器中，反应达到平衡后下列措施能加快反应速率并提高CO转化率的是___(选填字母序号)。

a．将H2O(g)从体系中分离出来 b．缩小容器体积，使体系压强增大

c．加入合适的催化剂 d．升高体系温度

（4）T℃时，在2 L密闭容器中，充入4 molCO和8 molH2发生反应，测得H2的物质的量随时间变化如图中状态Ⅰ(图中实线)所示：

①T℃时，在状态Ⅰ的条件下，反应达到C点时体系处于平衡状态，以H2表示该反应的平均速率υ(H2)=_________， CO的转化率是________，反应的平衡常数KⅠ=_________。

②若仅改变某一条件，测得H2物质的量随时间变化如图状态Ⅱ所示，则KⅠ _____KⅡ(填“＞”、“＜”或“＝”)。

③若仅改变某一条件时，测得H2的物质的量随时间变化如图状态Ⅲ所示，则改变的条件可能是_____________________________。

Answer 1

【答案】< a b 0.375mol/（Lmin） 75% 2.25 = 升高温度

【解析】

根据气体的混乱度变化判断熵变；根据勒夏特列原理判断化学平衡移动的方向；根据平衡常数的公式计算平衡常数。

(1)反应前气体的物质的量大于反应后气体的物质的量，即体系混乱度减小，即ΔS<0；

故答案为：<；

(2) a.达到平衡时，各组分的浓度不再改变，但是不一定成比例，故a符合题意；

b.该反应的正反应是气体分子数减小的反应，则容器中压强不再改变，说明该反应已达到平衡状态，故b不符合题意；

c.化学平衡时，反应速率之比应该是一个正反应一个是逆反应而且要等于计量数之比，当υ正（H2）＝4υ逆（CH3OCH3）时，说明该反应已达到平衡状态，故c不符合题意；

d. 在恒温恒容的条件下，容器中一氧化碳的物质的量不再改变，说明CO的浓度不再改变，即达到平衡状态，故d不符合题意；

故答案为：a；

(3)a.将H2O(g)从体系中分离出来，促进平衡向正反应方向移动，CO转化率提高，但是化学反应速率会减小，故a错误；

b. 缩小容器体积，使体系压强增大，加压会提高速率，促进平衡向气体体积减小的方向即正反应方向移动，CO转化率提高，故b正确；

c.催化剂改变化学反应速率，但不影响化学平衡，故c错误；

d.温度升高促进平衡向吸热反应方向移动即逆反应方向，CO的转化率减小，故d错误；

故答案为：b；

(4) 根据图像可知C点平衡时反应了8min，即反应平衡时，反应了n(H2)为8mol-2mol=6mol，剩余n(H2)=2mol，，υ(H2)==0.375mol/（Lmin）；

根据方程式：2CO(g) + 4H2(g) CH3OCH3(g) + H2O(g)可知，

2 4 1 1

初始状态 4mol 8mol 0 0

平衡时反应了 3mol 6mol 1.5mol 1.5mol

平衡时剩余 1mol 2mol 1.5mol 1.5mol

①则CO的转化率α（CO）=，KⅠ===2.25；

故答案为：0.375mol/（Lmin） ，75%，2.25；

②由图像可知，状态Ⅱ达到平衡的时间缩短，反应速率加快，且状态II中平衡时H2的物质的量比状态I时减小，平衡向正反应方向移动，即增大压强、增大CO浓度等条件均可，但是不能升高温度，因为升高温度平衡向逆反应方向移动，故状态II的温度不变，平衡常数不变，所以KⅠ =KⅡ；

故答案为：=；

③根据图示可知，状态Ⅲ达到平衡的时间缩短，且平衡向逆移动，即是升高温度，平衡向吸热反应方向移动；

故答案为：升高温度。