题目内容
（1）氯气在298K、100kPa时，在1L水中可溶解0.09mol，实验测得溶于水的Cl2约有三分之一与水反应．请回答下列问题：
①该反应的离子方程式为 ；
②估算该反应的平衡常数 （列式计算）；
③在上述平衡体系中加入少量NaOH固体，平衡将向 移动；
④如果增大氯气的压强，氯气在水中的溶解度将 （填“增大”、“减小”或“不变”），平衡将向 移动．
（2）二甲醚是一种重要的清洁燃料，可替代氟利昂作制冷剂，对臭氧层无破坏作用．工业上可利用煤的气化产物（水煤气）合成二甲醚．请回答下列问题：
①利用水煤气合成二甲醚的总反应为：
3H2（g）+3CO（g）?CH3OCH3（g）+CO2（g）；△H=-246.4kJ?mol-1
它可以分为两步，反应分别如下：4H2（g）+2CO（g）═CH3OCH3（g）+H2O（g），△H1=-205.1kJ?mol-1
CO（g）+H2O（g）═CO2（g）+H2（g）；△H2= ．
②在一定条件下的密闭容器中，该总反应达到平衡，只改变一个条件能同时提高反应速率和CO转化率的是 （填字母代号）．
a．降低温度 b．加入催化剂
c．缩小容器体积 d．增加H2的浓度
e．增加CO的浓度
③在一体积可变的密闭容器中充入3mol H2、3mol CO、1mol CH3OCH3、1mol CO2，在一定温度和压强下发生反应：3H2（g）+3CO（g）?CH3OCH3（g）+CO2（g），经一定时间达到平衡，并测得平衡时混合气体密度是同温同压下起始时的1.6倍．
问：a、反应开始时正、逆反应速率的大小：v（正） （填“＞”、“＜”或“=”）v（逆）．
b、平衡时n（CH3OCH3）= ，平衡时CO的转化率= ．
①该反应的离子方程式为
②估算该反应的平衡常数
③在上述平衡体系中加入少量NaOH固体，平衡将向
④如果增大氯气的压强，氯气在水中的溶解度将
（2）二甲醚是一种重要的清洁燃料，可替代氟利昂作制冷剂，对臭氧层无破坏作用．工业上可利用煤的气化产物（水煤气）合成二甲醚．请回答下列问题：
①利用水煤气合成二甲醚的总反应为：
3H2（g）+3CO（g）?CH3OCH3（g）+CO2（g）；△H=-246.4kJ?mol-1
它可以分为两步，反应分别如下：4H2（g）+2CO（g）═CH3OCH3（g）+H2O（g），△H1=-205.1kJ?mol-1
CO（g）+H2O（g）═CO2（g）+H2（g）；△H2=
②在一定条件下的密闭容器中，该总反应达到平衡，只改变一个条件能同时提高反应速率和CO转化率的是
a．降低温度 b．加入催化剂
c．缩小容器体积 d．增加H2的浓度
e．增加CO的浓度
③在一体积可变的密闭容器中充入3mol H2、3mol CO、1mol CH3OCH3、1mol CO2，在一定温度和压强下发生反应：3H2（g）+3CO（g）?CH3OCH3（g）+CO2（g），经一定时间达到平衡，并测得平衡时混合气体密度是同温同压下起始时的1.6倍．
问：a、反应开始时正、逆反应速率的大小：v（正）
b、平衡时n（CH3OCH3）=
考点：化学平衡的计算,热化学方程式,化学平衡的影响因素,氯气的化学性质
专题：化学平衡专题
分析：（1）①氯气与水反应生成盐酸和次氯酸，次氯酸是弱电解质；
②在1L水中可溶解0.09mol氯气，近似氯气难度为0.09mol/L；结合平衡计算平衡状态微粒的浓度，依据平衡常数概念计算得到；
③加入氢氧化钠，溶液中的氢氧根离子，和氢离子反应，平衡正向进行；
④气体溶解度随压强增大会增大，平衡向气体体积减小的方向进行；
（2）①利用盖斯定律计算；
②改变条件增大反应速率，可以采取加入催化剂、升温、加压、增大浓度等措施，且提高CO的转化率应使平衡向正反应方向移动，结合平衡移动原理分析解答；
③a、平衡时混合气体密度是同温同压下起始时的1.6倍，说明混合气体总的物质的量减小，反应向正反应方向进行；
b、设平衡时CH3OCH3的物质的量变化量为xmol，利用三段式表示出平衡时各组分的物质的量，由平衡时密度可知，平衡后混合气体的物质的量为起始时的
，据此列方程计算解答．
②在1L水中可溶解0.09mol氯气，近似氯气难度为0.09mol/L；结合平衡计算平衡状态微粒的浓度，依据平衡常数概念计算得到；
③加入氢氧化钠，溶液中的氢氧根离子，和氢离子反应，平衡正向进行；
④气体溶解度随压强增大会增大，平衡向气体体积减小的方向进行；
（2）①利用盖斯定律计算；
②改变条件增大反应速率，可以采取加入催化剂、升温、加压、增大浓度等措施，且提高CO的转化率应使平衡向正反应方向移动，结合平衡移动原理分析解答；
③a、平衡时混合气体密度是同温同压下起始时的1.6倍，说明混合气体总的物质的量减小，反应向正反应方向进行；
b、设平衡时CH3OCH3的物质的量变化量为xmol，利用三段式表示出平衡时各组分的物质的量，由平衡时密度可知，平衡后混合气体的物质的量为起始时的
| 1 |
| 1.6 |
解答：
解：（1）①氯气与水反应生成盐酸和次氯酸，反应的离子方程式为：Cl2+H2O?H++Cl-+HClO，故答案为：Cl2+H2O?H++Cl-+HClO；
②在1L水中可溶解0.09mol氯气，近似氯气浓度为0.09mol/L，
则 Cl2+H2O?H++Cl-+HClO
起始浓度：0.09 0 0 0
转化浓度：0.03 0.03 0.03 0.03
平衡浓度：0.06 0.03 0.03 0.03
K=
=
=4.5×10-4
故答案为：4.5×10-4；
③在上述平衡体系中加入少量NaOH固体，会和平衡状态下的氢离子反应，平衡正方向进行，故答案为：正反应方向；
④在上述平衡中加压，平衡向气体体积减小的反应方向进行，平衡都向正反应方向移动，氯气的溶解量会增加，故答案为：增大；正反应方向；
（2）①由3H2（g）+3CO（g）?CH3OCH3（g）+CO2（g）；△H=-246.4kJ?mol-1Ⅰ
4H2（g）+2CO（g）═CH3OCH3（g）+H2O（g），△H1=-205.1kJ?mol-1Ⅱ
由盖斯定律可知，通过Ⅰ-Ⅱ可得所求反应方程式，则△H=-246.4kJ?mol-1+205.1kJ?mol-1=-41.3kJ?mol-1；
故答案为：-41.3kJ?mol-1；
（2）a．正反应为放热反应，降低温度，平衡向正反应方向移动，CO的转化率增大，但反应速率减小，故a错误；
b．加入催化剂，反应速率增大，不影响平衡移动，CO的转化率不变，故b错误；
c．正反应为气体体积减小的反应，缩小容器体积，压强增大，反应速率增大，平衡向正反应方向移动，CO的转化率增大，故c正确；
d．增加H2的浓度，反应速率增大，平衡向正反应移动，CO的转化率增大，故d正确；
e．增加CO的浓度，反应速率增大，平衡向正反应移动，但CO的转化率减小，故e错误；
故答案为：cd；
③a、平衡时混合气体密度是同温同压下起始时的1.6倍，同温同压下体积缩小密度增大，正反应方向混合气体总的物质的量减小，故反应向正反应方向进行，故反应速率V（正）＞V（逆），故答案为：＞；
b、由平衡时密度可知，平衡后混合气体的物质的量为起始时的
，平衡时总物质的量为（3mol+3mol+1mol+1mol）×
=5mol，
设平衡时CH3OCH3的物质的量变化量为xmol，则：
3H2（g）+3CO（g）?CH3OCH3（g）+CO2（g）
开始（mol）：3 3 1 1
变化（mol）：3x 3x x x
平衡（mol）：3-3x 3-3x 1+x 1+x
所以，3-3x+3-3x+1+x+1+x=5，解得x=0.75
故平衡时n（CH3OCH3）=1mol+0.75mol=1.75mol，
平衡时CO的转化率=
×100%=75%，
故答案为：1.75mol；75%．
②在1L水中可溶解0.09mol氯气，近似氯气浓度为0.09mol/L，
则 Cl2+H2O?H++Cl-+HClO
起始浓度：0.09 0 0 0
转化浓度：0.03 0.03 0.03 0.03
平衡浓度：0.06 0.03 0.03 0.03
K=
| C(H +)C(Cl -)C(HClO) |
| C(Cl 2) |
| 0.03×0.03×0.03 |
| 0.06 |
故答案为：4.5×10-4；
③在上述平衡体系中加入少量NaOH固体，会和平衡状态下的氢离子反应，平衡正方向进行，故答案为：正反应方向；
④在上述平衡中加压，平衡向气体体积减小的反应方向进行，平衡都向正反应方向移动，氯气的溶解量会增加，故答案为：增大；正反应方向；
（2）①由3H2（g）+3CO（g）?CH3OCH3（g）+CO2（g）；△H=-246.4kJ?mol-1Ⅰ
4H2（g）+2CO（g）═CH3OCH3（g）+H2O（g），△H1=-205.1kJ?mol-1Ⅱ
由盖斯定律可知，通过Ⅰ-Ⅱ可得所求反应方程式，则△H=-246.4kJ?mol-1+205.1kJ?mol-1=-41.3kJ?mol-1；
故答案为：-41.3kJ?mol-1；
（2）a．正反应为放热反应，降低温度，平衡向正反应方向移动，CO的转化率增大，但反应速率减小，故a错误；
b．加入催化剂，反应速率增大，不影响平衡移动，CO的转化率不变，故b错误；
c．正反应为气体体积减小的反应，缩小容器体积，压强增大，反应速率增大，平衡向正反应方向移动，CO的转化率增大，故c正确；
d．增加H2的浓度，反应速率增大，平衡向正反应移动，CO的转化率增大，故d正确；
e．增加CO的浓度，反应速率增大，平衡向正反应移动，但CO的转化率减小，故e错误；
故答案为：cd；
③a、平衡时混合气体密度是同温同压下起始时的1.6倍，同温同压下体积缩小密度增大，正反应方向混合气体总的物质的量减小，故反应向正反应方向进行，故反应速率V（正）＞V（逆），故答案为：＞；
b、由平衡时密度可知，平衡后混合气体的物质的量为起始时的
| 1 |
| 1.6 |
| 1 |
| 1.6 |
设平衡时CH3OCH3的物质的量变化量为xmol，则：
3H2（g）+3CO（g）?CH3OCH3（g）+CO2（g）
开始（mol）：3 3 1 1
变化（mol）：3x 3x x x
平衡（mol）：3-3x 3-3x 1+x 1+x
所以，3-3x+3-3x+1+x+1+x=5，解得x=0.75
故平衡时n（CH3OCH3）=1mol+0.75mol=1.75mol，
平衡时CO的转化率=
| 0.75mol×3 |
| 3mol |
故答案为：1.75mol；75%．
点评：本题考查反应热计算、化学平衡影响因素、化学平衡计算等，难度中等，（2）③中注意判断起始与平衡时混合气体总物质的量关系．
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| A、0.1mol、0.2mol、0.1mol |
| B、0.2mol、0.3mol、0.2mol |
| C、0.1mol、0.5mol、0.2mol |
| D、0.1mol、0.3mol、0.1mol |
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