Question

【题目】二甲醚(CH3OCH3)被称为21世纪的新型燃料，以CO和H2为原料生产二甲醚主要发生以下三个反应：

（1）该工艺的总反应为3CO(g)＋3H2(g)CH3OCH3(g)＋CO2(g) ΔH＝_________，化学平衡常数K＝______________(用含K1、K2、K3的代数式表示)。

化学反应方程式		化学平衡常数
①CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)	ΔH1=-99 kJmol-1	K1
②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)	ΔH2＝－24 kJmol-1	K2
③CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)	ΔH3＝－41 kJmol-1	K3

（2）某温度下，将8.0molH2和4.0molCO充入容积为2L的密闭容器中，发生反应：4H2(g)+2CO(g) CH3OCH3(g)+H2O(g)，10 分钟后反应达平衡，测得二甲醚的体积分数为25%，则用H2表示的反应速率为_________，CO的转化率为________。

（3）下列措施中，能提高CH3OCH3产率的有________。

A．分离出二甲醚 B．降低温度 C．改用高效催化剂D．增大压强

（4）该工艺中反应③的发生提高了CH3OCH3的产率，原因是________________。

Answer 1

【答案】-263 kJmol-1 K12·K2·K3 0.3mol/(L·min) 75％ ABD 反应③消耗了反应②中的产物H2O，使反应②的化学平衡向正反应方向移动，从而提高CH3OCH3的产率

【解析】

（1）根据盖斯定律及所给反应式解答；

（2）列出三行式，利用已知条件，求出转化量，进而求出用H2表示的反应速率和CO的转化率；

（3）根据生成二甲醚的反应特点分析采取的措施；

（4）根据反应③对反应②的生成物的影响分析解答。

（1）根据盖斯定律可知①2+②+③即得到总反应为3CO(g)＋3H2(g)CH3OCH3(g)＋CO2(g)的ΔH＝-263 kJmol-1 ，其化学平衡常数K= K12·K2·K3 ，

故答案为：-263 kJmol-1 ；K12·K2·K3；

（2） 4H2(g)+2CO(g) CH3OCH3(g)+H2O(g)

起始量(mol) 8 4 0 0

转化量(mol) 2x x 0.5x 0.5x

平衡量(mol) 8-2x 4-x 0.5x 0.5x

平衡时测得二甲醚的体积分数为25%，则列式100%=25%，解得x=3，所以用H2表示的反应速率为=0.3 mol/(L·min)，

CO的转化率为100%=75%。

故答案为：0.3mol/(L·min) ；75％；

（3）生成二甲醚的反应是放热的气体体积减小的可逆反应。

A项，分离出CH3OCH3会使产物浓度降低，平衡向右移动，CH3OCH3产率增大，故选A项；

B项，反应是放热反应，降低温度会使平衡向右移动，使产率增大，故选B项；

C项，催化剂可以改变反应速率，但是不能影响化学平衡，故不选C项。

D项，增大压强使平衡向气体体积减小的方向移动，即向右移动，CH3OCH3产率增大，故选D项；

综上所述，本题正确答案为ABD；

（4）根据方程式可知反应③消耗了反应②中的产物H2O，使反应②的化学平衡向正反应方向移动，从而提高CH3OCH3的产率。

故答案为：反应③消耗了反应②中的产物H2O，使反应②的化学平衡向正反应方向移动，从而提高CH3OCH3的产率。