题目内容
【题目】Ⅰ.能源是国民经济发展的重要基础，我国目前使用的能源主要是化石燃料。
已知：C（s）＋O2（g）===CO2（g） ΔH1＝－393.5 kJ·mol－1
H2（g）＋
O2（g）===H2O（g） ΔH2＝－241.8 kJ·mol－1
CO（g）＋O2（g）===CO2（g） ΔH3＝－283.0 kJ·mol－1
则煤气化主要反应C（s）＋H2O（g）=CO（g）＋H2（g）的ΔH＝____________________。
Ⅱ.为了减少CO的排放，某环境研究小组以CO和H2为原料合成清洁能源二甲醚（DME），反应如下：4H2（g）＋2CO（g）
CH3OCH3（g）＋H2O（g） ΔH＝－198 kJ·mol－1。
（1）如图所示能正确反映平衡常数K随温度变化关系的曲线为________（填曲线标记字母），其判断理由是____________。
（2）在一定温度下，向2.0 L固定容积的密闭容器中充入2 mol H2和1 mol CO，经过一段时间后，反应4H2（g）＋2CO（g）CH3OCH3（g）＋H2O（g）达到平衡。反应过程中测得的部分数据见下表：
时间/min | 0 | 20 | 40 | 80 | 100 |
n（H2）/mol | 2.0 | 1.4 | 0.85 | 0.4 | — |
n（CO）/mol | 1.0 | — | 0.425 | 0.2 | 0.2 |
n（CH3OCH3）/mol | 0 | 0.15 | — | — | 0.4 |
n（H2O）/mol | 0 | 0.15 | 0.2875 | 0.4 | 0.4 |
①0～20 min的平均反应速率v（CO）＝__________________mol·L－1·min－1；
②达到平衡时，H2的转化率为__________________；
③在上述温度下，该反应的平衡常数K＝______________________；
④能表明该反应达到平衡状态的是________（填序号）；
A CO的转化率等于H2O的产率 B 混合气体的平均相对分子质量不变
C v（CO）与v（H2）的比值不变 D 混合气体的密度不变
⑤在上述温度下，向平衡后的2 L容器中再充入0.4 mol H2和0.4 mol CH3OCH3（g），则化学平衡________移动（填“向左”“向右”或“不”）。
【答案】＋131.3 kJ·mol－1 a 正反应放热，温度升高平衡常数减小 0.0075 80% 2500 B 向右
【解析】
Ⅰ.根据盖斯定律计算；
Ⅱ. （1）4H2（g）＋2CO（g）
CH3OCH3（g）＋H2O（g） ΔH＝－198 kJ·mol－1，升高温度平衡逆向移动；
（2）①v（CO）＝Δc（CO）/Δt；
②H2的平衡转化率=氢气浓度的变化量/初始量×100%；
③
；
④根据平衡标志判断；
⑤根据Q与K的关系判断平衡移动方向。
Ⅰ.①C（s）＋O2（g）===CO2（g） ΔH1＝－393.5 kJ·mol－1
②H2（g）＋
O2（g）===H2O（g） ΔH2＝－241.8 kJ·mol－1
③CO（g）＋O2（g）===CO2（g） ΔH3＝－283.0 kJ·mol－1
根据盖斯定律，①―②―③得C（s）＋H2O（g）=CO（g）＋H2（g）的ΔH＝＋131.3 kJ·mol－1。
Ⅱ. （1）4H2（g）＋2CO（g）CH3OCH3（g）＋H2O（g） ΔH＝－198 kJ·mol－1，升高温度平衡逆向移动，K值减小，能正确反映平衡常数K随温度变化关系的曲线为a；
（2）①在0～20 min内Δn（CO）＝Δn（H2）/2＝0.5×（2.0 mol－1.4 mol）＝0.3 mol，v（CO）＝Δc（CO）/Δt＝0.15mol/L÷20 min＝0.0075 mol·L－1·min－1。
②平衡时，Δn（H2）＝2.0 mol－0.4 mol＝1.6 mol，则转化率α（H2）＝1.6mol/2mol×100%＝80%。
③根据化学反应：
4H2（g）＋2CO（g）＝CH3OCH3（g）＋H2O（g）
起始浓度（mol/L） 1.0 0.5 0 0
转化浓度（mol/L） 0.8 0.4 0.2 0.2
平衡浓度（mol/L） 0.2 0.1 0.2 0.2
＝2500。
④A、CO的转化率和H2O的产率表示的都是正反应方向，不能说明v正＝v逆，A项错误；
B、混合气体的平均相对分子质量＝m/n，在反应过程中气体的总质量不变、总物质的量是变量，则平均相对分子质量是变量，若平均相对分子质量不变说明反应已达到平衡，B项正确；
C、v（CO）与v（H2）的比值不变，不能说明v正＝v逆，故不能表明该反应达到平衡状态，C项错误；
D、混合气体的密度ρ＝m/V，因为混合气体总质量不变，容器容积V不变，故密度始终不变，D项错误。
⑤Qc＝
＝312.5＜2500，化学平衡向右移动。
