Question

二甲醚是一种重要的清洁燃料，也可替代氟利昂作制冷剂等，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( CH₃OCH₃)。请回答下列问题：

(1)利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下：

①2H₂(g)+CO(g)CH₃OH(g)     △H= －90．8kJ/mol

②2CH₃OH(g)CH₃OCH₃(g)+H₂O(g)  △H=－23．5kJ/mol

③CO(g)+H₂O(g)CO₂(g)+H₂(g)   △H=－41．3kJ/mol

总反应：3H₂(g)+3CO(g) CH₃OCH₃(g)+CO₂(g) 的△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．压缩体积     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（CH₃OCH₃）

(2)已知反应②2CH₃OH(g) CH₃OCH₃(g)+H₂O(g)  △H=－23．5kJ/mol

某温度下的平衡常数为400。此温度下，在密闭容器中加入CH₃OH，反应到某时刻测得各组分的浓度如下：

物质	CH3OH	CH3OCH3	H2O
浓度（mol·L-1）	0．40	0．6	0．6

①比较此时正、逆反应速率的大小比较：_________（填“>”、“<”或“=”）。

②该反应的平衡常数的表达式为K=_____,温度升高，该反应的平衡常数K____（填“增大”、“减小”或“不变”）

 

Answer 1

【答案】

(1)-246．4 kJ/mol  a c e(2) ①＞  ②{C(CH₃OCH₃)×C(H₂O)} /C²(CH₃OH)   减小

【解析】

试题分析：（1）①×2+②+③可得总反应：3H₂(g)+3CO(g) CH₃OCH₃(g)+CO₂(g) △H=2×（－90．8kJ/mol）+（－23．5kJ/mol）+（－41．3kJ/mol）=-246．4 kJ/mol。（2）若a压缩体积，体系的压强增大，化学平衡向正反应方向移动，反应物的转化率提高；b加入催化剂能同等倍数改变正、逆反应的化学反应速率，缩短达到平衡所需时间，平衡不移动；c减少CO₂的浓度,平衡向正反应方向移动，反应物的转化率提高；d．增加CO的浓度，平衡向正反应方向移动，但增加量远远大于平衡移动消耗量，所以CO的转化率反而降低。e．分离出二甲醚（CH₃OCH₃）即减小生成物的浓度，化学平衡向正反应方向移动，反应物的转化率提高。故在该总反应中，要提高CO的转化率的途径是ace．（2）①比较常数各生成物浓度幂指数乘积与反应物浓度幂指数乘积的比与K 大小。如果比K大，平衡向逆反应方向移动，V_逆＞V_正；如果比K小，平衡向正反应方向移动， V_正＞V_逆；如果等于K，平衡不会发生移动， V_正=V_逆；由于（0．6×0．6）/（0．4）²==9/4<400，所以平衡向正反应方向移动，V_正＞V_逆。②化学平衡常数是可能反应达到化学平衡时隔生成物浓度幂指数的乘积与各反应物浓度幂指数的乘积的比即K={C(CH₃OCH₃)×C(H₂O)} /C²(CH₃OH)．该反应的正反应是放热反应，升高温度，根据勒夏特列原理，化学平衡向逆反应方向移动，生成物的浓度减小，反应物的浓度增大，对化学平衡常数来说，分子减小，分母扩大，所以K减小。

考点：考查反应进行的方向的判断、叠加反应方程式的反应热的计算及影响反应物转化率的外界条件等的知识。