题目内容
甲醇、二甲醚等被称为绿色能源，工业上利用天然气为主要原料与二氧化碳、水蒸气在一定条件下制备合成气（CO、H2），再制成甲醇、二甲醚（CH3OCH3）．“
（1）已知1g二甲醚气体完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量为32kJ，请写出二甲醚燃烧热的热化学方程式
（2）写出二甲醚碱性燃料电池的负极电极反应式 ．
（3）用合成气制备二甲醚的反应原理为：2CO（g）+4H2（g）
CH3OCH3（g）+H2O（g）
已知一定条件下，该反应中CO的平衡转化率随温度、投料比[
]的变化曲线如图：
①a、b、c按从大到小的顺序排序为 该反应的△H 0（填“＞”或“＜”）
②某温度下，将2.0mol CO（g）和4.0mol H2（g）充入容积为2L的密闭容器中，反应到达平衡时，改变压强和温度，平衡体系中CH3OCH3（g）的物质的量分数变化情况如上图所示，关于温度和压强的关系判断正确的是 ；
A．P3＞P2，T3＞T2 B．P1＞P3，T1＞T3 C．P2＞P4，T4＞T2 D．P1＞P4，T2＞T3
③在恒容密闭容器里按体积比为1：2充入一氧化碳和氢气，一定条件下反应达到平衡状态．当改变反应的某一个条件后，下列变化能说明平衡一定向逆反应方向移动的是 ；
A．正反应速率先增大后减小 B．逆反应速率先增大后减小
C．化学平衡常数K值减小 D．氢气的转化率减小
④某温度下，将4.0mol CO和8.0mol H2充入容积为2L的密闭容器中，反应达到平衡时，测得二甲醚的体积分数为25%，则该温度下反应的平衡常数K= ．
（1）已知1g二甲醚气体完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量为32kJ，请写出二甲醚燃烧热的热化学方程式
（2）写出二甲醚碱性燃料电池的负极电极反应式
（3）用合成气制备二甲醚的反应原理为：2CO（g）+4H2（g）
| 催化剂 |
已知一定条件下，该反应中CO的平衡转化率随温度、投料比[
| n(H2) |
| n(CO) |
①a、b、c按从大到小的顺序排序为
②某温度下，将2.0mol CO（g）和4.0mol H2（g）充入容积为2L的密闭容器中，反应到达平衡时，改变压强和温度，平衡体系中CH3OCH3（g）的物质的量分数变化情况如上图所示，关于温度和压强的关系判断正确的是
A．P3＞P2，T3＞T2 B．P1＞P3，T1＞T3 C．P2＞P4，T4＞T2 D．P1＞P4，T2＞T3
③在恒容密闭容器里按体积比为1：2充入一氧化碳和氢气，一定条件下反应达到平衡状态．当改变反应的某一个条件后，下列变化能说明平衡一定向逆反应方向移动的是
A．正反应速率先增大后减小 B．逆反应速率先增大后减小
C．化学平衡常数K值减小 D．氢气的转化率减小
④某温度下，将4.0mol CO和8.0mol H2充入容积为2L的密闭容器中，反应达到平衡时，测得二甲醚的体积分数为25%，则该温度下反应的平衡常数K=
考点：热化学方程式,化学电源新型电池,化学平衡的影响因素,体积百分含量随温度、压强变化曲线
专题：化学反应中的能量变化,化学平衡专题,电化学专题
分析：（1）1 mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热，注意C→CO2，H2→H2O（液），S→SO2（气）；
（2）原电池负极发生氧化反应，甲醚在负极放电，碱性条件下生成碳酸根与水，原电池反应比直接燃烧能量转化率高；
（3）①对于反应2CO（g）+4H2（g）
CH3OCH3（g）+H2O（g），增大H2的浓度，平衡右移，CO的转化率增大；通过图象可知，温度升高，CO的转化率降低，即得出反应吸放热的情况；
②根据温度和压强对化学平衡的影响：升高温度，平衡向着吸热方向进行，增大压强，化学平衡向着气体系数和减小的方向进行来回答；
③当正逆反应速率不相等时，化学平衡会向着正方向或是逆方向进行；
④根据二甲醚的体积分数为25%，可求出平衡时各物质的浓度，根据平衡常数K的表达式，即可求出K值．
（2）原电池负极发生氧化反应，甲醚在负极放电，碱性条件下生成碳酸根与水，原电池反应比直接燃烧能量转化率高；
（3）①对于反应2CO（g）+4H2（g）
| 催化剂 |
②根据温度和压强对化学平衡的影响：升高温度，平衡向着吸热方向进行，增大压强，化学平衡向着气体系数和减小的方向进行来回答；
③当正逆反应速率不相等时，化学平衡会向着正方向或是逆方向进行；
④根据二甲醚的体积分数为25%，可求出平衡时各物质的浓度，根据平衡常数K的表达式，即可求出K值．
解答：
解：（1）根据燃烧热的定义：1 mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热，注意C→CO2，H2→H2O（液），S→SO2（气）．
1g二甲醚即
mol完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量为32kJ．则1mol二甲醚燃烧放出1472kJ，故二甲醚燃烧热的热化学方程式为：CH3OCH3（g）+3O2（g）=2CO2（g）+3H2O（l）△H=-1472kJ/mol
故答案为：CH3OCH3（g）+3O2（g）=2CO2（g）+3H2O（l）△H=-1472kJ/mol；
（2）原电池负极发生氧化反应，甲醚在负极放电，碱性条件下生成碳酸根与水，电极反应式为：CH3OCH3+16OH--12e-=2CO32-+11H2O
故答案为：CH3OCH3-12e-+16OH-=2CO32-+11H2O；
（3）①反应2CO（g）+4H2（g）
CH3OCH3（g）+H2O（g），增大H2的浓度，平衡右移，CO的转化率增大，即投料比
越高，CO的转化率增大，
故有a＞b＞c；
通过图象可知，温度升高，CO的转化率降低，即升温，平衡左移，故正反应方向为放热反应，即△H＜0．
故答案为：a＞b＞c＜；
②根据图可以看出，对于反应：2CO（g）+4H2（g）
CH3OCH3（g）+H2O（g），△H＜0，压强越大，二甲醚的物质的量分数则越大，温度越高，二甲醚的物质的量分数越小，所以P1＞P3、T1＞T3，P1＞P4、T2＞T3，故答案为：BD；
③化学平衡的标志是正逆反应速率相等，当逆反应速率大于正反应速率时，说明反应是逆向进行的．
A、正反应速率先增大后减小，说明反应正向进行，故A错误；
B、逆反应速率先增大后减小，说明反应逆向进行，故B正确；
C、化学平衡常数K值减小，说明平衡逆向进行，故C正确；
D、氢气的转化率减小，不一定是平衡逆向进行，还可能是又充入了氢气，故D错误．
故选BC．
④设平衡时二甲醚的浓度为X，根据三段式可有：2CO（g）+4H2（g）
CH3OCH3（g）+H2O（g），
初始浓度：2mol/L 4mol/L 0 0
△C：2Xmol/L 4X mol/L Xmol/L Xmol/L
平衡浓度：（2-2X）mol/L （4-4X）mol/L Xmol/L Xmol/L
根据反应达到平衡时，测得二甲醚的体积分数为25%，可列式：
=25%，解得X=0.75mol/L
化学平衡常数K=
=2.25
故答案为2.25．
1g二甲醚即
| 1 |
| 46 |
故答案为：CH3OCH3（g）+3O2（g）=2CO2（g）+3H2O（l）△H=-1472kJ/mol；
（2）原电池负极发生氧化反应，甲醚在负极放电，碱性条件下生成碳酸根与水，电极反应式为：CH3OCH3+16OH--12e-=2CO32-+11H2O
故答案为：CH3OCH3-12e-+16OH-=2CO32-+11H2O；
（3）①反应2CO（g）+4H2（g）
| 催化剂 |
| n(H2) |
| n(co) |
故有a＞b＞c；
通过图象可知，温度升高，CO的转化率降低，即升温，平衡左移，故正反应方向为放热反应，即△H＜0．
故答案为：a＞b＞c＜；
②根据图可以看出，对于反应：2CO（g）+4H2（g）
| 催化剂 |
③化学平衡的标志是正逆反应速率相等，当逆反应速率大于正反应速率时，说明反应是逆向进行的．
A、正反应速率先增大后减小，说明反应正向进行，故A错误；
B、逆反应速率先增大后减小，说明反应逆向进行，故B正确；
C、化学平衡常数K值减小，说明平衡逆向进行，故C正确；
D、氢气的转化率减小，不一定是平衡逆向进行，还可能是又充入了氢气，故D错误．
故选BC．
④设平衡时二甲醚的浓度为X，根据三段式可有：2CO（g）+4H2（g）
| 催化剂 |
初始浓度：2mol/L 4mol/L 0 0
△C：2Xmol/L 4X mol/L Xmol/L Xmol/L
平衡浓度：（2-2X）mol/L （4-4X）mol/L Xmol/L Xmol/L
根据反应达到平衡时，测得二甲醚的体积分数为25%，可列式：
| X |
| 6-4X |
化学平衡常数K=
| C(CH3OCH3)?C(H2O) |
| C(CO)2?C(H2)4 |
故答案为2.25．
点评：本题是一道关于热化学、电化学、化学反应速率和平衡知识的综合考查题，要求学生具有分析和解决问题的能力，综合性强，难度大．
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