Question

【题目】二甲醚(CH3OCH3)在未来可能替代柴油和液化气作为洁净液体燃料使用．

工业上以CO和H2为原料生产CH3OCH3的新工艺主要发生三个反应：

①CO( g)+2H2(g)CH3OH( g)△H1=-91kJ·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)新工艺的总反应为：3CO(g)+3H2(g)CH3OCH3(g)+CO2(g)，该反应△H=______，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________(填字母代号)。

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

(2)已知反应④2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)，某温度下，在1L密闭容器中加入CH3OH，反应10min时达到平衡，此时各组分的浓度如下：

物质	CH3OH	CH3OCH3	H2O
浓度/(mol·L－1)	0.01	0.2	0.2

①平衡常数表达式K=______，该温度的平衡常数为______。

②若加入CH3OH后，经10 min后达到平衡，该时间内的平均反应速率v(CH3OH)＝________。

工业上常将含砷废渣(主要成分为As2S3)制成浆状，通入O2氧化，生成H3AsO4和单质硫。写出发生反应的化学方程式________________________________。

Answer 1

【答案】-247kJ·mol-1 ce K=400 0.04 mol·L－1·min－1 2As2S3+5O2+6H2O=4H3AsO4+6S

【解析】

(1)根据盖斯定律计算3CO(g)+3H2(g)CH3OCH3(g)+CO2(g)的△H；根据影响平衡移动的因素分析CO的转化率；

(2) ①根据平衡常数的定义书写表达式；

②根据 计算v(CH3OH)；

As2S3与O2反应生成H3AsO4和单质硫，根据得失电子守恒配平方程式。

(1) ①CO( g)+2H2(g)CH3OH( g)△H1=-91kJ·mol-1

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

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

根据盖斯定律①×2＋②＋③ 得 3CO(g)+3H2(g)CH3OCH3(g)+CO2(g) △H= -247kJ·mol-1；a．升高温度平衡逆向移动，CO的转化率减小，故a错误；　b．加入催化剂，平衡不移动，CO的转化率不变，故b错误；c．减少CO2的浓度，平衡正向移动，CO的转化率增大，故c正确；d．增加CO的浓度，虽平衡正向移动，但CO的转化率减小，故d错误； e．分离出二甲醚，平衡正向移动，CO的转化率增大，故e正确；选ce。

(2) ①2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)，平衡常数的表达式为K= ；平衡常数K=400；

②10 min 内CH3OCH3的浓度变化为0.2mol/L，则CH3OH浓度变化量为0.4 mol/L，v(CH3OH)= 0.04 mol·L－1·min－1；

As2S3与O2反应生成H3AsO4和单质硫，根据电子守恒、元素守恒，反应方程式为2As2S3+5O2+6H2O=4H3AsO4+6S。