Question

【题目】CO2的转化一直是全球研究的热点，其中将CO2和H2合成甲醇及甲醚(CH3OCH3)具备相对成熟的技术。工业生产中，有以下相关反应（热效应都是在25℃，1.01×105Pa下测定）：

①CO2(g) + 3H2(g) CH3OH(l) + H2O(l) △H1 = -49.01KJ/mol

②2 CH3OH(l) CH3OCH3(g) + H2O(l) △H2 = -24.52KJ/mol

③CO(g) + H2O(l) CO2(g) + H2(g) △H3 = -41.17KJ/mol

(1)工业上用CO2和H2合成二甲醚的热化学方程式为________________。

(2)反应②的平衡常数表达式K=__________________，在一定条件下反应②达到平衡状态，CH3OCH3的浓度为c1，若此时体积压缩为原来的一半，再次平衡时的浓度c2,则c2__________c1（填“>”、“<”或“=”）

(3)在一常温恒容的密闭容器中，放入一定量的甲醇如②式建立平衡，以下说发正确并可以作为该反应达到平衡状态的判断依据为________。

A．容器内气体相对分子质量保持不变；

B．容器内气体压强不变；

C．相同时间内消耗甲醇的量是消耗二甲醚的两倍；

D．甲醇和二甲醚物质的量相等

Answer 1

【答案】2CO2(g)+6H2(g)=CH3OCH3(g)+3H2O(l) △H = —122.54KJ/mol K=C(CH3OCH3) = BC

【解析】

（1）已知①CO2(g) + 3H2(g) CH3OH(l) + H2O(l) △H = -49.01kJ/mol

②2CH3OH(l) CH3OCH3(g) + H2O(l) △H = -24.52kJ/mol

则根据盖斯定律可知①×2+②即得到工业上用CO2和H2合成二甲醚的热化学方程式为2CO2(g) + 6H2(g) CH3OCH3(g) + 3H2O(l) △H = -122.54kJ/mol。

（2）根据方程式可知反应②的平衡常数表达式K=C(CH3OCH3)；体积压缩为原来的一半，再次平衡时c2=c1。

（3）A．容器内气体只有二甲醚，相对分子质量一直保持不变，A错误；B．正反应体积增加，容器内气体压强不变说明反应达到平衡状态，B正确；C．相同时间内消耗甲醇的量是消耗二甲醚的两倍，说明正逆反应速率相等，达到平衡状态，C正确；D．甲醇和二甲醚物质的量相等不能说明正逆反应速率相等，所以不能证明达到了化学平衡状态，D错误，答案选BC。