Question

（14分）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） 煤的气化过程中产生的有害气体H₂S用Na₂CO₃溶液吸收，生成两种酸式盐，该反应的化学方程式为：                                                                 

（2）利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下：

① 2H₂(g) + CO(g)  CH₃OH(g)          △H＝－90.8 kJ·mol^－1

② 2CH₃OH(g)  CH₃OCH₃(g) + H₂O(g)    △H＝－23.5 kJ·mol^－1

③ CO(g) + H₂O(g)  CO₂(g) + H₂(g)     △H＝－41.3 kJ·mol^－1

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)

（3）已知反应②：2CH₃OH(g)  CH₃OCH₃(g) + H₂O(g) △H＝－23.5 kJ·mol^－1

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：v_正         v_逆 （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） Na₂CO₃+H₂S==NaHCO₃+NaHS

（2） -246.4 kJ· mol ^-1（2分）   ； a、 c、e

（3） ① ＞      ②     减小

【解析】

试题分析：（1） H₂S用Na₂CO₃溶液吸收，生成两种酸式盐应是NaHCO₃和NaHS，故方程式为：Na₂CO₃+H₂S==NaHCO₃+NaHS。

（2）观察目标方程式，应是①×2+②+③，故△H=2△H₁+△H₂+△H₃=-246.4kJ· mol ^-1。正反应是体积缩小的反应，加压平衡右移，CO转化率增加；加入催化剂，平衡不移动，转化率不变；减少CO₂的浓度、分离出二甲醚，平衡右移，CO转化率增大；增大CO浓度，平衡右移，但CO转化率降低；故选a、c、e。

(4)①此时的浓度商Q==1.86＜400，反应未达到平衡状态，向正反应方向移动，故_正＞_逆；②该反应的平衡常数表达式为。由于正反应是放热反应，所以升高温度，K减小。

考点：化学平衡与反应热综合

点评：这类化学反应与反应热综合在一起的试题是高考中的热点考题，主要考查学生的分析问题，解决问题的能力。