Question

【题目】二甲醚是一种重要的精细化工产品，被广泛用于制药、染料、农药及日用化工。以下为其中一种合成二甲醚的方法：

①CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g） △H1=-49.1kJ·mol-1

②2CH3OH（g）CH3OCH3（g）+H2O（g） △H2=-24.5kJ·mol-1

③2CO2（g）+6H2（g）CH3OCH3（g）+3H2O（g） △H3

（1）△H3=________kJ·mol-1。

（2）某温度下在容积为2L的密闭容器中加入CH3OH（g）发生反应②，测得有关数据如下：

反应时间/min	0	1	2	3	4
n（CH3OH）/mol	1.02	0.4	0.2	0.02	0.02

①前2min内，H2O（g）的平均反应速率为________mol·L-1·min-1；此反应在该温度下的平衡常数为________；若再向容器中分别加入CH3OH（g）0.02mol、CH3OCH3（g）1.0mol，此时该反应中υ正________υ逆（填“＞”、“＜”或“=”）。

②根据文献，甲醇的转化率可以根据冷凝的液相中甲醇与水的百分含量来计算（忽略挥发到气相的甲醇），若以A表示冷凝液中水的质量分数，B表示冷凝液中甲醇的质量分数，则甲醇的转化率α（CH3OH）=________。

（3）一定条件下，发生反应③，原料气中和温度对CO2转化率影响的实验数据如图所示。

结合图像，可得出CO2平衡转化率受外界条件影响的变化规律为：

a：________；

b：________。

Answer 1

【答案】－122.7 0.102 5 625 ＞ 　 其他条件不变，CO2平衡转化率随原料气中n(H2)/n(CO2)的增大而增大 其他条件不变，CO2平衡转化率随反应温度的升高而降低

【解析】

(1)根据盖斯定律分析，将方程式①CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g） △H1=-49.1kJ·mol-1；②2CH3OH（g）CH3OCH3（g）+H2O（g） △H2=-24.5kJ·mol-1进行如下计算①×2+②可以热化学方程式为：③2CO2（g）+6H2（g）CH3OCH3（g）+3H2O（g） △H3=-49.1×2+-24.5=－122.7 kJ·mol-1；

(2) ①2CH3OH（g）CH3OCH3（g）+H2O（g）

起始物质的量1.02 0 0

改变物质的量1.00 0.50 0.50

平衡物质的量 0.02 0.50 0.50

H2O（g）的平均反应速率为=0.1025 mol·L-1·min-1；此反应该温度下的平衡常数为K== 625；若再向容器中分别加入CH3OH（g）0.02mol、CH3OCH3（g）1.0mol，则Qc= <K，说明反应正向移动，即正反应速率大于逆反应速率；

②根据方程式2CH3OH（g）CH3OCH3（g）+H2O（g）计算，甲醇的转化率α（CH3OH）== = ；

(3). 从图分析，其他条件不变，即温度不变下，CO2平衡转化率随原料气中n(H2)/n(CO2)的增大而增大；当n(H2)/n(CO2)相同时，CO2平衡转化率随反应温度的升高而降低。