题目内容
【题目】二甲醚(CH3OCH3)重整制取H2，具有无毒、无刺激性等优点。回答下列问题：
(1) CH3OCH3和O2发生反应I：CH3OCH3(g)+1/2O2(g)=2CO(g)+3H2(g) △H
已知：CH3OCH3(g) 
CO(g)+H2(g)+CH4 (g) △H1
CH4 (g)+3/2O2(g)=CO(g)+2H2O (g) △H2
H2(g)+1/2O2(g)=H2O (g) △H3
①则反应I的△H=____(用含△H1、△H2、△H3的代数式表示)。
②保持温度和压强不变，分别按不同进料比通入CH3OCH3和O2，发生反应I。测得平衡时H2的体积百分含量与进料气中n(O2)/n(CH3OCH3)的关系如图所示。当n(O2)/n(CH3OCH3)＞0.6时，H2的体积百分含量快速降低，其主要原因是____(填标号)。
A．过量的O2起稀释作用
B．过量的O2与H2发生副反应生成H2O
C ．n(O2)/n(CH3OCH3)＞0.6平衡向逆反应方向移动
(2)T℃时，在恒容密闭容器中通入CH3OCH3，发生反应II：CH3OCH3(g)CO(g)+H2(g)+CH4(g)，测得容器内初始压强为41.6 kPa，反应过程中反应速率v(CH3OCH3)时间t与CH3OCH3分压P(CH3OCH3)的关系如图所示。
①t=400 s时，CH3OCH3的转化率为____(保留2位有效数字)；反应速率满足v(CH3OCH3)=kPn(CH3OCH3),k=_____s-1；400 s时v(CH3OCH3)=_____kPa．s-1。
②达到平衡时，测得体系的总压强P总= 121.6 kPa，则该反应的平衡常数Kp=________________ kPa2(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。
③该温度下，要缩短达到平衡所需的时间，除改进催化剂外，还可采取的措施是____，其理由是____。
【答案】△H1+△H2-2△H3 B 16% 4.4
10-4 1.6510-2 4104 增大反应物的压强 提高反应物的压强，化学反应速率加快
【解析】
(1) ①根据盖斯定律计算；
②由信息可知，过量的O2与H2发生副反应生成H2O，使H2的体积百分含量快速降低；
(2)①列出三段式，根据等温等容条件下，压强之比等于物质的量之比，求出转化率；
根据v(CH3OCH3)=kPn(CH3OCH3)和图象数据计算k；结合图象数据，根据速率公式计算速率；
②列出三段式，找出平衡时CH3OCH3(g)、CO(g)、H2(g)、CH4(g)分压，再代入平衡常数表达式计算；
③提高反应物的压强，能加快化学反应速率。
(1) ①已知：i.CH3OCH3(g) 
CO(g)+H2(g)+CH4 (g) △H1
ii.CH4 (g)+3/2O2(g)=CO(g)+2H2O (g) △H2
iiiH2(g)+1/2O2(g)=H2O (g) △H3
根据盖斯定律i+ii-iii×2得：CH3OCH3(g)+1/2O2(g)=2CO(g)+3H2(g) △H=△H1+△H2-2△H3，
故答案为：△H1+△H2-2△H3；
②反应I：CH3OCH3(g)+1/2O2(g) 2CO(g)+3H2(g)，由信息可知，过量的O2与H2发生副反应生成H2O，使H2的体积百分含量快速降低，A、C选项不能说明H2的体积百分含量快速降低，故选B；
故答案为：B；
(2)①设起始时CH3OCH3的物质的量为n，则
CH3OCH3(g)CO(g)+H2(g)+CH4(g)，
起始量（mol） n 0 0 0
转化量（mol） n
n n n
400 s时（mol）n- n n n n 总物质的量：n+2n
根据等温等容条件下，压强之比等于物质的量之比，有
=
，解得=0.16=16%；
由图象可知，当P(CH3OCH3)=10.0kPa时，v(CH3OCH3)=4.4×10-3kPa·s-1，
根据v(CH3OCH3)=kPn(CH3OCH3)，n=1，则k=
s-1=4.4
10-4 s-1；
由图象可知，400 s时P(CH3OCH3)=35.0kPa，则v(CH3OCH3)=
=1.65×10-2kPa．s-1。
故答案为：16%；4.410-4；1.6510-2；
②达到平衡时，测得体系的总压强P总= 121.6 kPa，设平衡转化率为1，则
CH3OCH3(g)CO(g)+H2(g)+CH4(g)，
起始量（mol） n 0 0 0
转化量（mol） n1n1n1 n1
平衡量（mol）n-n1n1n1 n1总物质的量：n+2n1
根据等温等容条件下，压强之比等于物质的量之比，有
=
，解得
1=0.96，
则平衡时CH3OCH3(g)、CO(g)、H2(g)、CH4(g)分压分别为1.67 kPa、39.98 kPa、39.98 kPa、39.98 kPa，则该反应的平衡常数Kp=
4104kPa2
③除使用催化剂外，提高反应物的压强，能加快化学反应速率；
故答案为：4104；增大反应物的压强；提高反应物的压强，化学反应速率加快。
