Question

【题目】二甲醚（CH3OCH3）被称为21世纪的新型燃料，25℃,101kPa时呈气态，它清洁、高效、具有优良的环保性能。92g气态二甲醚25℃,101kPa时燃烧放热2910kJ。

（1）写出二甲醚燃烧热的热化学方程式_______________________________________________；当燃烧放出582kJ热量时，转移的电子数为_______________。

（2）已知H2（g）和C（s）的燃烧热分别是285.8kJ/mol、393.5kJ/mo；计算反应4C（s）+6H2（g）+O2（g）═2CH3OCH3（g）的反应热为______________________________；

（3）工业上利用H2和CO2合成二甲醚的反应如下：

6H2（g）+2CO2（g） CH3OCH3（g）+3H2O（g）△H＜0

①一定温度下，在一个固定体积的密闭容器中进行该反应．下列能判断反应达到化学平衡状态的是______________________________（选填字母编号）

A. c（H2）与c（H2O）的比值保持不变

B．单位时间内有2mol H2消耗时有1mol H2O生成

C．容器中气体密度不再改变

D．容器中气体压强不再改变

E．反应产生的热量不再变化

②温度升高，该化学平衡移动后到达新的平衡，CH3OCH3的产量将_______________（填“变大”、“变小”或“不变”，下同），混合气体的平均摩尔质量将_______________。

Answer 1

【答案】 CH3-O-CH3(g) +3O2(g)→2CO2(g)+3H20 (l) ΔH=-1455KJ/mol 4.8NA -378.8KJ/mol ADE 变小 变小

【解析】（1）燃烧热是在一定条件下，1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，92g气态二甲醚的物质的量是2mol，25℃，101kPa时燃烧放热2910kJ，因此甲醚的燃烧热为1455 kJ/mol，则二甲醚燃烧的热化学方程式为CH3OCH3（g）+ 3O2（g）= 2CO2（g）+ 3H2O（l）△H =﹣1455 kJ/mol；当燃烧放出582kJ热量时，消耗二甲醚是582kJ÷1455 kJ/mol=0.4mol。根据方程式可判断1mol二甲醚反应消耗3mol氧气，转移12mol电子，因此反应中转移的电子数为4.8NA；（2）已知H2（g）和C（s）的燃烧热分别是285.8 kJ·mol-1、393.5 kJ·mol-1，则有关的热化学方程式为：①H2（g）+ 1/2O2（g）＝H2O（l）△H＝－285.8 kJ/mol；②C（s）+ O2（g）＝CO2（g）△H＝－393.5 kJ/mol；③CH3OCH3（g）+ 3O2（g）＝2CO2（g）+ 3H2O（l）△H＝－1455 kJ/mol，所以根据盖斯定律可知①×3 + ②×2-③得到反应热化学方程式为：2C（s）+ 3H2（g）+ 1/2O2（g）＝CH3OCH3（g） △H＝－169.4 kJ/mol，即4C（s）+ 6H2（g）+ O2（g）＝2CH3OCH3（g） △H＝－378.8 kJ/mol。（3）①在一定条件下，当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时（但不为0），反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态，称为化学平衡状态。A、氢气是反应物，水蒸气是生成物，因此当c（H2）与c（H2O）的比值保持不变时可以说明反应达到平衡状态，A正确；b、根据方程式可知单位时间内有2mol H2消耗时一定有1mol H2O生成，因此不能据此说明达到平衡状态，B错误；C、密度是混合气的质量和容器容积的比值，在反应过程中质量和容积始终是不变的，因此容器中气体密度不再改变不能说明达到平衡状态，C错误；D、正方应是压强减小的可逆反应，因此当容器中气体压强不再改变是能说明达到平衡状态，D正确；E．反应产生的热量不再变化说明正逆反应速率相等，达到了化学平衡状态，E正确，答案选ADE；②正方应是放热反应，因此温度升高，该化学平衡向逆反应方向移动，到达新的平衡，CH3OCH3的产率将变小。混合气的平均相对分子质量是混合气的质量和混合气的总的物质的量的比值，质量不变，物质的量增大，则混合气体的平均式量将变小。