Question

【题目】二甲醚和乙醇是两种常见的有机溶剂，也可作为新能源。

(1)通过以下反应可获得二甲醚(CH3OCH3)：

①CO(g)＋H2O(g)＝CO2(g)＋H2(g) ΔH 1＝a kJ·molˉ1

②CO2(g)＋3H2(g)＝CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH 2＝b kJ·molˉ1

③2CH3OH(g)＝CH3OCH3(g)＋H2O(g) ΔH 3＝c kJ·molˉ1

则反应 2CO(g)＋4H2(g)＝CH3OCH3(g)＋H2O(g)的 ΔH＝_________kJ·molˉ1。

(2)已知气相直接水合法可以制取乙醇：H2O(g)＋C2H4(g) CH3CH2OH(g)。

在 n(H2O)∶n(C2H4)＝1∶1 的条件下投料，乙烯的平衡转化率与温度(T)及压强(p) 的关系如图1所示。

图1

①下列有关说法中正确的是_________。

A．p1＞p2 B．280℃时，vB＞vC

C．A、B、C 三点的平衡常数 KA＞KB＞KC D．低温有利于该反应自发进行

②在 p2，280℃条件下，C 点的 v 正 ____v 逆 (填“＞”、“＜”或“＝”)，理由是________。

③计算图 1 中 A 点的平衡常数 Kp＝_________。(结果用 p2 的代数式表示，平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)

(3)在 n(H2O)∶n(C2H4)＝1∶x 的条件下投料，某研究小组在压强为 p2，温度为 252℃ 时，进行平衡体系中乙醇的体积分数随投料比变化的测定实验。在图 2 中画出平衡体系中乙醇的体积分数 φ 随 x 变化的示意图____。

Answer 1

【答案】2a+2b+c BD ＞ 在p2，280℃条件下，平衡转化率在B点位置，说明C点未达平衡状态，反应正向进行

【解析】

(1)通过以下反应可获得二甲醚(CH3OCH3)：

①CO(g)＋H2O(g)＝CO2(g)＋H2(g) ΔH 1＝a kJ·molˉ1

②CO2(g)＋3H2(g)＝CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH 2＝b kJ·molˉ1

③2CH3OH(g)＝CH3OCH3(g)＋H2O(g) ΔH 3＝c kJ·molˉ1

由盖斯定律，2×①+2×②+③得：反应 2CO(g)＋4H2(g)＝CH3OCH3(g)＋H2O(g)的 ΔH＝（2a+2b+c）kJ·molˉ1。

故答案为：2a+2b+c；

(2)①A．当温度相同时，从p1到p2乙烯转化率增大，平衡正向移动，p1<p2 ，故A错误；

B．280℃时，B点压强大，vB＞vC，故B正确；

C．压强为P2时升高温度，乙烯转化率减小，平衡常数减小，但BC温度相同，平衡常数相同，A、B、C 三点的平衡常数 KA＞KB=KC ，故C错误；

D．升高温度，乙烯转化率减小，△H<0，△S<0，低温有利于该反应自发进行，故D正确；

故答案为：BD；

②在 p2，280℃条件下，C 点的 v 正>v 逆；理由是：在p2，280℃条件下，平衡转化率在B点位置，说明C点未达平衡状态，反应正向进行；

故答案为：＞；在p2，280℃条件下，平衡转化率在B点位置，说明C点未达平衡状态，反应正向进行；

③计算图 1 中 A 点的平衡常数：

乙醇占= ，乙烯和水各占=，Kp＝ 。故答案为：；

(3)在 n(H2O)∶n(C2H4)＝1∶x 的条件下投料，某研究小组在压强为 p2，温度为 252℃ 时，进行平衡体系中乙醇的体积分数随投料比变化的测定实验。n(H2O)∶n(C2H4)＝1∶1时，乙烯的转化率最大，，或11.1%，画出平衡体系中乙醇的体积分数 φ 随 x 变化的示意图。

故答案为：；