Question

【题目】二甲醚是一种重要的清洁燃料，可替代氟利昂作制冷剂，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）利用水煤气合成二甲醚的总反应为：3H2(g)＋3CO(g)CH3OCH3(g)＋CO2(g)；ΔH＝－246.4 kJ·mol－1 它可以分为两步，反应分别如下：

①4H2(g)＋2CO(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g)，　ΔH1＝－205.1 kJ·mol－1

②CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)；ΔH2＝________。

（2）在一定条件下的密闭容器中，该总反应达到平衡，只改变一个条件能同时提高反应速率和CO转化率的是________(填字母代号)。

A．降低温度　　　　　　　 B．加入催化剂

C．缩小容器体积　　 D．增加H2的浓度

E．增加CO的浓度

（3）在一体积可变的密闭容器中充入3 mol H2、3 mol CO、1 mol CH3OCH3、1 mol CO2，在一定温度和压强下发生反应：3H2(g)＋3CO(g)CH3OCH3(g)＋CO2(g)，经一定时间达到平衡，并测得平衡时混合气体密度是同温同压下起始时的1.6倍。

问：①反应开始时正、逆反应速率的大小：v(正)______(填“＞”、“＜”或“＝”)v(逆)。

②平衡时n(CH3OCH3)＝________，平衡时CO的转化率＝________。

Answer 1

【答案】-41.3KJ/mol CD > 1.75 75%

【解析】

根据题意可知，本题考查焓变的计算、转化率大小和计算及反应速率的大小比较，运用盖斯定律，勒夏特列原理分析。

（1）③3H2(g)＋3CO(g)CH3OCH3(g)＋CO2(g)ΔH＝－246.4 kJ·mol－1；①4H2(g)＋2CO(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g)ΔH1＝－205.1 kJ·mol－1；②CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)ΔH2；由盖斯定律：①+②=③可得：ΔH=ΔH1+ΔH2=－205.1kJ·mol－1+ΔH2=－246.4 kJ·mol－1，解得ΔH2=-41.3 kJ·mol－1；

故答案为：-41.3 kJ·mol－1；

(2)A.正反应为放热反应，降低温度，平衡向正反应方向移动，CO的转化率增大，但反应速率减小，故A错误；

B.加入催化剂，反应速率增大，不影响平衡移动，CO的转化率不变，故B错误；

C.正反应为气体体积减小的反应，缩小容器体积，压强增大，反应速率增大，平衡向正反应方向移动，CO的转化率增大，故C正确；

D.增加H2的浓度，反应速率增大，平衡向正反应移动，CO的转化率增大，故D正确；

E.增加CO的浓度，反应速率增大，平衡向正反应移动，但CO的转化率减小，故E错误；

故答案为：CD；

（3）①同温同压下,气体密度之比等于平均相对分子质量之比,平衡时混合气体密度增大,说明混合气体物质的量减小,反应正向进行建立平衡,故v(正)>v(逆)；

故答案为：>；

②平衡时混合气体密度是同温同压下起始时的1.6倍，则平衡时混合气体物质的量为(3mol+3mol+1mol+1mol)×=5mol，则：

故平衡时n(CH3OCH3)=1.75mol，平衡时CO的转化率为为；

故答案为：1.75mol；75%。