Question

【题目】二甲醚(CH3OCH3)是一种新型能源。

已知：①CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) △H1＝﹣99kJ·mol-1

②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g) △H2＝﹣24kJ·mol-1

③CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) △H3＝﹣41kJ·mol-1

回答下列问题：

（1）写出CO和H2反应生成CO2和CH3OCH3(g)的热化学方程式_____。

（2）下列既能提高反应①中 CO 的平衡转化率，又能增大反应速率的是____（填标号）。

a．增大压强 b．降低温度 c．增大H2浓度 d．加高效催化剂

（3）在某恒温恒容容器中发生反应③，能说明该反应达到平衡的是___（填标号）。

a．气体平均相对分子质量保持不变

b．△H3保持不变

c．保持不变

d．气体密度保持不变

（4）在一定温度（T℃）下，向恒容密闭容器中通入一定量CH3OH气体，只发生反应②。气体混合物中CH3OCH3 的物质的量分数[φ(CH3OCH3)]与反应时间(t)有关数据如表所示。

t/min	0	15	30	45	80	100
φ(CH3OCH3)	0	0.05	0.08	0.09	0.10	0.10

①该温度下，上述反应的平衡常数K为___（用分数表示）。

②反应速率v＝v正﹣v逆，其中v正＝k正·φ2(CH3OH)、v逆＝k逆·φ(CH3OCH3)·φ(H2O)，k正、k 逆分别为正、逆反应速率常数，只与温度有关。15min时，＝___（结果保留2位小数）。

（5）在密闭容器中发生反应③，平衡常数为K。pK（pK＝﹣lgK）与温度的关系如图所示，图中曲线___（填“a”或“b”）能反映平衡常数变化趋势。

Answer 1

【答案】3CO（g）+3H2（g）CH3OCH3（g）+CO2（g）△H=-263KJmol-1 a、c c 5.06 a

【解析】

（1）已知①CO（ g）+2H2（g）CH3OH（ g）△H1=-99kJmol-1，

②2CH3OH（g）CH3OCH3（g）+H2O（g）△H2=-24kJmol-1，

③CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g）△H3=-41kJmol-1，

根据盖斯定律，①×2+②+③得3CO（g）+3H2（g）CH3OCH3（g）+CO2（g）△H=-263kJmol-1，故答案为：3CO（g）+3H2（g）CH3OCH3（g）+CO2（g）△H=-263KJmol-1。

（2）要使反应①中 CO 的平衡转化率提高，也就是平衡向右移动；又能增大反应速率，也就是外界影响的因素是增大或升高。降温可以使CO 的平衡转化率提高，但反应速率减慢，b错误；加高效催化剂反应速率加快，但平衡不移动，d错误；因此方法有增大压强、增大H2浓度； 答案选a、c。

（3）当反应体系中某个变量在一定条件下保持不变的状态，可判定反应达到平衡状态。反应③CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g）△H3=-41kJmol-1为反应前后气体体积不变的纯气体体系，恒温恒容下，根据质量守恒，反应前后气体总质量不变，当气体平均相对分子质量保持不变时，气体的物质的量也不变，不能判定平衡状态，a错误；反应热不能作为判定平衡依据，△H3保持不变不能判定达到平衡状态，b错误；保持不变，不能判定平衡状态，c正确；反应前后气体体积相等，恒容条线下，反应前后气体总质量不变气体密度始终保持不变，不能判定平衡状态，d错误；答案选c。

（4）①根据表格显示，80min时反应②达到平衡，设CH3OH初始量为1 mol/L，达到平衡时CH3OCH3为x mol/L，根据反应

2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)△H2＝﹣24kJ·mol-1

初始： 1 0 0

变化： x x x

平衡：（1-x） x x

φ(CH3OCH3)= =0.1 x=

平衡常数为：=

②15min时，CH3OCH3和H2O的的物质的量分数均为0.05，CH3OH的物质的量分数为0.9，故

（5）升高温度，平衡逆向（吸热方向）进行，平衡常数K减小，pK越大。曲线a正确。