Question

二甲醚是一种重要的清洁燃料，有多种合成方法．
方法一：通过CH₃OH分子间脱水制得：
2CH₃OH（g）→CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）△H₁=-23.5kJ．mol^-1    ①
（1）该反应在恒容密闭的容器中进行，能说明反应达到平衡的是

 

．（填字母编号）
A．容器中压强不再变化
B．n（CH₃OH）：n（CH₃OCH₃）：n（H₂O）=2：1：1．
C．c（CH₃OH）=c（CH₃OCH₃）=c（H₂O）
D．混合气体中各组分浓度不再变化．
E．混合气体的平均相对分子质量不再变化，
（2）在T℃时该反应的平衡常数K=5，若在此温度下某时刻测定出该反应中各物质的浓度为c（CH₃OH）=O?3mol/L、c（CH₃OCH₃）=O．6mol/L、c（H₂O）=0.6mo[/L，则此时正、逆反应速率的大小是v（正）

 

v（逆）．（填“＞”、“＜”或“=”）．
方法二：通过水煤气合成二甲醚：
3H₂（g）+3C0（g）?CH₃OCH₃（g）+C0₂（g）△H₂=-akJ．mol^-1 （a＞O）  ②
（3）该反应在一定条件下的密闭容器中可达到平衡状态（曲线1），若在t．时刻改变一个条件，曲线I变为曲线Ⅱ，改变的条件是．（填字母编号）

 

A．升高温度  B．加入催化剂  C．缩小容器体积D．增加H₂的浓度    E．分离出二甲醚
（4）该反应可以分步进行：4H₂（g）+2CO（g）=CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）△H₃③
CO（g）+H₂O（l）=CO₂（g）+H₂（g）△H₄=-bkJ?mol^-1（b＞0）④
H₂O（l）=H₂O（g）△H₅=+44kJ?mol^-1⑤
则反应③的焓变△H₃

 

kJ?mol^-1 （用含a、b的代数式表示）

Answer 1

考点：化学平衡状态的判断,用盖斯定律进行有关反应热的计算,化学平衡的影响因素

专题：基本概念与基本理论

分析：（1）反应达到平衡状态时各组分浓度保持不变，正逆反应速率相等，据此分析；
（2）看Q与K的相对大小分析；
（3）曲线I变为曲线Ⅱ，说明反应速率加快且CO的转化率升高，平衡正向移动且加快了反应速率，从影响化学反应速率和平衡移动的角度分析；
（4）据已知反应，利用盖斯定律解答．

解答： 解：（1）该反应是反应前后气体体积不变的放热反应，
A、反应前后气体体积不变，压强始终不变，所以压强不变不能说明反应达到平衡状态，故A错误；
B、平衡时各物质的物质的量之比的大小决定于开始加入物质的多少，与平衡与否无关，故B错误；
C、平衡时各物质的浓度大小决定于开始加入物质的多少，与平衡与否无关，故C错误；
D、各组分浓度不变，说明反应达到平衡状态，故D正确；
E、反应前后气体物质的量不变，质量不变，混合气体的平均相对分子质量始终不变，所以相对分子质量不变不能说明反应达到平衡状态，故E错误；
故答案为：D；
（2）Q=

0.6×0.6

0．32

=4＜K=5，反应没有达到平衡状态，向正反应方向进行，v（正）＞v（逆），故答案为：＞；
（3）曲线I变为曲线Ⅱ，说明反应速率加快且CO的转化率升高，平衡正向移动且加快了反应速率，
A、升温平衡逆向移动，CO质量降低，故A错误；
B、催化剂不影响平衡移动，CO质量不变，故B错误；
C、酸性容器体积，反应向气体体积减小的正向移动，且反应速率加快，故C正确；
D、增大氢气浓度反应速率加快且平衡正向移动，CO质量增大，故D正确；
E、分离出生成物，反应速率减慢，故E错误；
故答案为：CD；
（4）已知3H₂（g）+3C0（g）?CH₃OCH₃（g）+C0₂（g）△H₂=-akJ．mol^-1 （a＞O） ②
CO（g）+H₂O（l）=CO₂（g）+H₂（g）△H₄=-bkJ?mol^-1（b＞0）④
H₂O（l）=H₂O（g）△H₅=+44kJ?mol^-1⑤，据盖斯定律，②-④+⑤得：
4H₂（g）+2CO（g）=CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）△H₃=（b-a+44）KJ/mol，故答案为：b-a+44．

点评：本题考查了平衡状态的判断、通过Q与K的比较判断反应方向、平衡移动、盖斯定律的应用，题目难度中等．