Question

二甲醚是一种重要的清洁燃料，也可替代氟利昂作制冷剂等，对臭氧层无破坏作用．工业上可利用煤的气化产物（水煤气）合成二甲醚．请回答下列问题：

（1）煤的气化的主要化学反应方程式为：　　．

（2）利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下：

①2H₂（g）+CO（g）⇌CH₃OH（g）△H=﹣90.8kJ•mol^﹣1

②2CH₃OH（g）⇌CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）△H=﹣23.5kJ•mol^﹣1

③CO（g）+H₂O（g）⇌CO₂（g）+H₂（g）△H=﹣41.3kJ•mol^﹣1

写出水煤气直接合成二甲醚同时生成CO₂的热化学反应方程式　．

（3）一定条件下的密闭容器中，该总反应达到平衡，要提高CO的转化率，可以采取的措施是　　．

a．高温高压  　  b．低温低压     c．减少CO₂的浓度     d．增加CO的浓度

e．分离出二甲醚 　　　　 f．加入催化剂

（4）已知反应②2CH₃OH（g）⇌CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）某温度下的平衡常数为400．此温度下，在密闭容器中加入CH₃OH，反应到某时刻测得各组分的浓度如下：

物质	CH3OH	CH3OCH3	H2O
浓度/（mol•L﹣1）	0.44	0.6	0.6

比较此时正、逆反应速率的大小：v_正　　v_逆（填“＞”、“＜”或“=”），若上述情况达到平衡，此时c（CH₃OH）=　　．

Answer 1

考点：

煤的干馏和综合利用；热化学方程式；化学平衡的影响因素．
专题：	化学平衡专题．
分析：	（1）煤的气化是利用煤与水蒸气高温条件小反应，生成CO和H2的过程； （2）利用盖斯定律计算； （3）反应达到平衡，要提高CO的转化率化学平衡正向进行； （4）依据浓度商和平衡常数比较分析反应进行的方向；依据平衡常数和化学平衡三段式列式计算得到．
解答：	解：（1）煤的气化是利用煤与水蒸气高温条件小反应，生成CO和H2的过程：C+H2OCO+H2，故答案为：C+H2OCO+H2； （2）由盖斯定律可知，通过①×2+②+③可得所求反应方程式，则△H=﹣90.8kJ/mol×2﹣23.5kJ/mol﹣41.3kJ/mol=﹣246.4kJ/mol，反应的热化学方程式3H2（g）+3CO（g）⇌CH3OCH3（g）+CO2（g）△H=﹣246.4kJ•mol﹣1， 故答案为：3H2（g）+3CO（g）⇌CH3OCH3（g）+CO2（g）△H=﹣246.4kJ•mol﹣1； （3）a．由于反应放热，升高温度平衡向逆反应方向移动； b．压强减小，平衡向逆反应方向移动； c．减少CO2的浓度平衡向正反应反应移动； d．增加CO的浓度，CO的转化率反而减小； e．分离出二甲醚平衡向正反应反应移动； f．加入催化剂不影响平衡移动； 故答案为：c、e； （4）表中数据分析计算Q===1.86＜400，说明反应正向进行，v正＞v逆； 甲醇起始量浓度为0.44+1.2=1.64mol/L．设转化的甲醇浓度为x                2CH3OH（g）⇌CH3OCH3（g）+H2O（g） 起始量（ mol/L）1.64     0          0 变化量（mol/L） x       0.5x        0.5x 平衡量（mol/L） 1.64﹣x  0.5x        0.5x K===400， 计算得到x=1.6mol/L 若经10 min后反应达到平衡，此时c（CH3OH）=0.04 mol/L． 故答案为：＞；0.04 mol/L．
点评：	本题考查热化学方程式和盖斯定律的分析应用，化学平衡的有关知识和化学计算，本题难度不大，做题时注意平衡三段式的应用．