Question

【题目】乙醇是一种优质的液体燃料，二甲醚与合成气制乙醇是目前合成乙醇的一种新途径，总反应为：CH3OCH3（g）+CO（g）+2H2 （g）CH3OH（g）+C2H5OH（g）．向反应系统中同时通入二甲醚、一氧化碳和氢气，先生成中间产物乙酸甲酯后，继而生成乙醇．发生的主要化学反应有：

	反应过程	化学方程式	不同温度下的K
			273.15K	1000K
Ⅰ	二甲醚羰基化反应	CH3OCH3（g）+CO（g）CH3COOCH3（g）	1016.25	101.58
Ⅱ	乙酸甲酯加氢反应	CH3COOCH3（g）+2H2（g）CH3OH（g）+C2H5OH（g）	103.97	10﹣0.35

回答下列问题：
（1）二甲醚碳基化反应的△H0 （填“＞”“＜”“=”）．
（2）若反应在恒温恒容下进行，下列可说明反应已经达到平衡状态的是 ．
A.2v（CH3COOCH3）=v（H2）
B.密闭容器中总压强不变
C.密闭容器中混合气体的密度保持不变
D.密闭容器中C2H5OH的体积分数保持不变
（3）总反应CH3OCH3（g）+CO（g）+2H2 （g）CH3OH（g）+C2H5OH（g）的平衡常数表达式K= ， 随温度的升高，总反应的K将（填“增大”、“不变”或“减小”）．
（4）在压强为1Mpa条件下，温度对二甲醚和乙酸甲酯平衡转化率影响如图1所示，温度对平衡体系中乙酸甲酯的含量和乙醇含量的影响如图2所示．观察图2可知乙酸甲酯含量在 300K～600K范围内发生变化是 ， 简要解释产生这种变化的原因 ．
（5）将CH3OCH3（g）和CO（g）按物质的量之比1：1充入密闭容器中发生碳基化反应，在T K时，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下：

时间（min） 浓度（molL﹣1）	0	10	20	30	40	50
CH3OCH3（g）	2.00	1.80	1.70	1.00	0.50	0.50
CO（g）	2.00	1.80	1.70	1.00	0.50	0.50
CH3COOCH3（g）	0	0.20	0.30	1.00	1.50	1.50

①20min时，只改变了某一条件，根据上表中的数据判断改变的条件可能是（填字母）．
A．通入一定量的CO B．移出一定量的CH3OCH3C．加入合适的催化剂
②在图3中画出TK，CH3COOCH3（g）的体积分数随反应时间的变化曲线 ．

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【答案】
（1）＜
（2）BD
（3）；减小
（4）随温度升高而增大；该温度范围，反应Ⅰ转化率都很大，反应Ⅱ的转化率随温度升高而减小，所以乙酸甲酯的含量升高
（5）C；
【解析】解：（1）根据表中数据可知，温度从273.15K升高到1000K，反应CH3OCH3（g）+CO（g）CH3COOCH3（g）的平衡常数从1016.25变为101.58 ， 升高温度平衡常数减小，则升高温度平衡向着逆向移动，说明逆反应为吸热反应，则正反应为放热反应，所以该反应的焓变△H＜0，所以答案是：＜；（2）CH3OCH3（g）+CO（g）+2H2 （g）CH3OH（g）+C2H5OH（g），反应为气体体积减小的放热反应，
A．速率之比等于化学方程式计量数之比，2v（CH3COOCH3）=v（H2）为正反应速率之比，不能证明反应达到平衡状态，故A错误；
B．反应前后气体体积减小的放热反应，密闭容器中总压强不变说明物质的物质的量不变，说明反应达到平衡状态，故B正确；
C．气体质量和体积不变，密闭容器中混合气体的密度保持不变不能说明反应达到平衡状态，故C错误；
D．密闭容器中C2H5OH的体积分数保持不变说明反应达到平衡，故D正确；
所以答案是：BD；（3）CH3OCH3（g）+CO（g）+2H2 （g）CH3OH（g）+C2H5OH（g）的平衡常数表达式K= ，反应为放热反应，随温度的升高，平衡逆向进行，总反应的K减小，
所以答案是： ；减小；（4）观察图2可知乙酸甲酯含量在 300K～600K范围内发生变化是随温度升高而增大，该温度范围，反应Ⅰ转化率都很大，反应Ⅱ的转化率随温度升高而减小，所以乙酸甲酯的含量升高，
所以答案是：随温度升高而增大；该温度范围，反应Ⅰ转化率都很大，反应Ⅱ的转化率随温度升高而减小，所以乙酸甲酯的含量升高；（5）①CH3OCH3（g）+CO（g）CH3COOCH3（g）△H＜0，20min时到30min，CH3OCH3（g）和CO（g）物质的量难度减小0.7mol/L，生成的CH3COOCH3（g）物质的量难度增加0.7mool/L，和10min﹣20min内反应的变化可知，转化率与20min时到30min的转化率相同，反应速率增加，反应比例关系符合化学方程式计量数之比，反应物的转化率未变，说明是加入了催化剂，
A．通入一定量的CO 会提高 CH3OCH3（g）的转化率，CO转化率减小，不符合表中数据变化，故A错误；
B．移出一定量的CH3OCH3 会提高，故B错误；
C．加入合适的催化剂会提高反应速率，不改变反应物的转化率，故C正确；
所以答案是：C；
②图表中数据可知，20min后反应速率增大，是加入了催化剂，图象中变化快，40min反应达到平衡状态，此时乙酸甲酯体积含量= ×100%=60%，40min后含量不再发生变化，画出的图象为： ，
所以答案是： ．
【考点精析】通过灵活运用反应热和焓变和化学平衡状态的判断，掌握在化学反应中放出或吸收的热量，通常叫反应热；状态判断：①v(B耗)=v(B生)②v(C耗):v(D生)=x : y③c(C)、C%、n(C)%等不变④若A、B、C、D为气体，且m+n≠x+y，压强恒定⑤体系颜色不变⑥单位时间内某物质内化学键的断裂量等于形成量⑦体系平均式量恒定（m+n ≠ x+y）等即可以解答此题．

Answer 1

【答案】
（1）＜
（2）BD
（3）；减小
（4）随温度升高而增大；该温度范围，反应Ⅰ转化率都很大，反应Ⅱ的转化率随温度升高而减小，所以乙酸甲酯的含量升高
（5）C；
【解析】解：（1）根据表中数据可知，温度从273.15K升高到1000K，反应CH3OCH3（g）+CO（g）CH3COOCH3（g）的平衡常数从1016.25变为101.58 ， 升高温度平衡常数减小，则升高温度平衡向着逆向移动，说明逆反应为吸热反应，则正反应为放热反应，所以该反应的焓变△H＜0，所以答案是：＜；（2）CH3OCH3（g）+CO（g）+2H2 （g）CH3OH（g）+C2H5OH（g），反应为气体体积减小的放热反应，
A．速率之比等于化学方程式计量数之比，2v（CH3COOCH3）=v（H2）为正反应速率之比，不能证明反应达到平衡状态，故A错误；
B．反应前后气体体积减小的放热反应，密闭容器中总压强不变说明物质的物质的量不变，说明反应达到平衡状态，故B正确；
C．气体质量和体积不变，密闭容器中混合气体的密度保持不变不能说明反应达到平衡状态，故C错误；
D．密闭容器中C2H5OH的体积分数保持不变说明反应达到平衡，故D正确；
所以答案是：BD；（3）CH3OCH3（g）+CO（g）+2H2 （g）CH3OH（g）+C2H5OH（g）的平衡常数表达式K= ，反应为放热反应，随温度的升高，平衡逆向进行，总反应的K减小，
所以答案是： ；减小；（4）观察图2可知乙酸甲酯含量在 300K～600K范围内发生变化是随温度升高而增大，该温度范围，反应Ⅰ转化率都很大，反应Ⅱ的转化率随温度升高而减小，所以乙酸甲酯的含量升高，
所以答案是：随温度升高而增大；该温度范围，反应Ⅰ转化率都很大，反应Ⅱ的转化率随温度升高而减小，所以乙酸甲酯的含量升高；（5）①CH3OCH3（g）+CO（g）CH3COOCH3（g）△H＜0，20min时到30min，CH3OCH3（g）和CO（g）物质的量难度减小0.7mol/L，生成的CH3COOCH3（g）物质的量难度增加0.7mool/L，和10min﹣20min内反应的变化可知，转化率与20min时到30min的转化率相同，反应速率增加，反应比例关系符合化学方程式计量数之比，反应物的转化率未变，说明是加入了催化剂，
A．通入一定量的CO 会提高 CH3OCH3（g）的转化率，CO转化率减小，不符合表中数据变化，故A错误；
B．移出一定量的CH3OCH3 会提高，故B错误；
C．加入合适的催化剂会提高反应速率，不改变反应物的转化率，故C正确；
所以答案是：C；
②图表中数据可知，20min后反应速率增大，是加入了催化剂，图象中变化快，40min反应达到平衡状态，此时乙酸甲酯体积含量= ×100%=60%，40min后含量不再发生变化，画出的图象为： ，
所以答案是： ．
【考点精析】通过灵活运用反应热和焓变和化学平衡状态的判断，掌握在化学反应中放出或吸收的热量，通常叫反应热；状态判断：①v(B耗)=v(B生)②v(C耗):v(D生)=x : y③c(C)、C%、n(C)%等不变④若A、B、C、D为气体，且m+n≠x+y，压强恒定⑤体系颜色不变⑥单位时间内某物质内化学键的断裂量等于形成量⑦体系平均式量恒定（m+n ≠ x+y）等即可以解答此题．