Question

二甲醚（CH₃OCH₃）是一种高效、清洁，具有优良环保性能的新型燃料．工业上制备二甲醚时在催化反应室中（压强2.0～10.0MPa，温度230～280℃）进行的反应为：
①CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H₁=-90.7kJ?mol^-1，
②2CH₃OH（g）?CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）△H₂=-23.5kJ?mol^-1，
③CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）△H₃=-41.2kJ?mol^-1，
（1）催化反应室中总反应3CO（g）+3H₂（g）?CH₃OCH₃（g）+CO₂（g）的△H=

-246.1KJ/mol

．
（2）在温度和容积不变的条件下发生反应①，能说明该反应达到化学平衡状态的依据是

ab

（多选扣分）．
a．容器中压强保持不变；b．混合气体中c（CO）不变；c．v_正（CO）=v_逆（H₂）；d．c（CH₃OH）=c（CO）
（3）在2L的容器中加入amolCH₃OH（g）发生反应②，达到平衡后若再加入amolCH₃OH（g）重新达到平衡时，CH₃OH的转化率

不变

（填“增大”、“减小”或“不变”）．
（4）850℃时在一体积为10L的容器中通入一定量的CO和H₂O（g）发生反应③，CO和H₂O（g）浓度变化如图所示．
①0～4min的平均反应速率υ（CO）=

0.03mol/L?min

．
②若温度不变，向该容器中加入4molCO、2molH₂O、3molCO₂（g）和3molH₂（g），起始时D正

＜

V_逆（填“＜”、“＞”或“=”），请结合必要的计算说明理由

Qc=

0.3，mol/L×0，3mol/L

0.4mol/L×0.2mol/L

=

9

8

，K=

0.12mol/L×0.12mol/L

0.08mol/L×0.18mol/L

=1，因为Qc＞K，平衡左移，V_正＜V_逆

．

Answer 1

分析：（1）依据盖斯定律结合热化学方程式计算得到；
（2）化学平衡的标志是正逆反应速率相同，各组分浓度不变，据此分析选项判断；
（3）②反应前后气体体积不变，增大压强平衡不变；
（4）①依据化学反应速率概念结合图象分析计算；
②依据图象分析计算平衡常数，结合浓度商和平衡常数比较分析判断平衡移动方向．

解答：解：（1）①CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H₁=-90.7kJ?mol^-1，
②2CH₃OH（g）?CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）△H₂=-23.5kJ?mol^-1，
③CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）△H₃=-41.2kJ?mol^-1，
依据盖斯定律①×2+②+③：3CO（g）+3H₂（g）?CH₃OCH₃（g）+CO₂（g）的△H=-246.1KJ/mol；
故答案为：3CO（g）+3H₂（g）?CH₃OCH₃（g）+CO₂（g）的△H=-246.1KJ/mol；
（2）CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g），反应是气体体积减小的放热反应；
a．反应前后气体体积变化，容器中压强保持不变，证明反应达到平衡，故a正确；
b．平衡状态的标志是物质浓度 保持不变，混合气体中c（CO）不变说明反应达到平衡，故b正确；
c．依据化学方程式反应达到平衡时2v_正（CO）=v_逆（H₂）证明反应达到平衡，故C错误；
d．反应过程中c（CH₃OH）=c（CO）说明剩余一氧化碳和生成甲醇浓度相同，但不能证明正逆反应速率相同，故d错误；
故答案为：ab；
（3）在2L的容器中加入amolCH₃OH（g）发生反应②，反应前后气体体积不变，达到平衡后若再加入amolCH₃OH（g）相当于增大压强，平衡不变，CH₃OH的转化率不变
故答案为：不变；
（4）①图象分析平衡后一氧化碳浓度变化为0.2mol/L-0.08mol/L=0.12mol/L；V（CO）=

0.12mol/L

4min

=0.03mol/L?min；
故答案为：0.03mol/L?min；
②若温度不变，向该容器中加入4molCO、2molH₂O、3molCO₂（g）和3molH₂（g），Qc=

0.3，mol/L×0，3mol/L

0.4mol/L×0.2mol/L

=

9

8

，K=

0.12mol/L×0.12mol/L

0.08mol/L×0.18mol/L

=1
因为Qc＞K，平衡左移，V_正＜V_逆
故答案为：＜；因为Qc＞K，平衡左移，所以V_正＜V_逆．

点评：本题考查了热化学方程式和盖斯定律的计算应用，化学平衡影响因素的分析判断，平衡常数的计算应用，题目难度中等．