10．二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合成二甲醚. 请回答下列问题: ⑴ 煤的气化的主要化学反应方程式为: . ⑵ 煤的气化过程中产生的有害气体H2S用Na2CO3溶液吸收.生成两种酸式盐.该反应的化学方程式为: . ⑶ 利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下: ① 2H2 CH3OH(g),ΔH ＝ -90.8 kJ·mol-1 ② 2CH3OH(g) CH3OCH3(g) + H2O(g),ΔH＝ -23.5 kJ·mol-1 ③ CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g),ΔH＝ -41.3 kJ·mol-1 总反应:3H2 CH3OCH3(g) + CO2 (g)的ΔH＝ , 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．加入催化剂 c．减少CO2的浓度 d．增加CO的浓度 e．分离出二甲醚 ⑷ 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 ① 比较此时正.逆反应速率的大小:v正 v逆 (填“> .“< 或“＝ ). ② 若加入CH3OH后.经10 min反应达到平衡.此时c(CH3OH) ＝ ,该时间内反应速率v(CH3OH) ＝ . 解析:(1)煤生成水煤气的反应为C+H2OCO+H2. (2)既然生成两种酸式盐.应是NaHCO3和NaHS.故方程式为: Na2CO3+H2S==NaHCO3+NaHS. (3)观察目标方程式.应是①×2+②+③.故△H=2△H1+△H2+△H3=-246.4kJ· mol -1. 正反应是放热反应.升高温度平衡左移.CO转化率减小,加入催化剂.平衡不移动.转化率不变,减少CO2的浓度.分离出二甲醚.平衡右移.CO转化率增大,增大CO浓度.平衡右移.但CO转化率降低,故选c.e. (4)此时的浓度商Q==1.86＜400.反应未达到平衡状态.向正反应方向移动.故正＞逆,设平衡时生成物的浓度为0.6+x.则甲醇的浓度为(0.44-2x)有:400=.解得x=0.2 mol·L-1.故0.44 mol·L-1-2x=0.04 mol·L-1. 由表可知.甲醇的起始浓度度为 mol·L-1=1.64 mol·L-1.其平衡浓度为0.04 mol·L-1. 10min变化的浓度为1.6 mol·L-1.故(CH3OH)=0.16 mol·L-1·min-1. 答案:(1) C+H2OCO+H2. (2) Na2CO3+H2S==NaHCO3+NaHS (3) -246.4kJ· mol -1 c.e (4) ①＞ ②0.04 mol·L-1 0.16 mol·L-1·min-1 命题立意:本题是化学反应原理的综合性试题.考查了化学方程式的书写.盖斯定律的应用.化学平衡移动原理.和利用浓度商和平衡常数的关系判断平衡移动的方向.平衡常数和速率的计算等. 【
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