Question

二甲醚是一种重要的清洁燃料，工业上可利用煤的气化产物（水煤气）合成二甲醚．
（1）煤的气化的主要化学反应方程式为：

 

．
（2）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：

 

．
（3）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^-1
②2CH₃OH（g）?CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）；△H=-23.5kJ?mol^-1
③CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）；△H=-41.3kJ?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，要提高CO的转化率，可以采取的措施是

 

（填字母代号）．
a．高温高压          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
（4）①已知汽缸中生成NO的反应为：N₂（g）+O₂（g）?2NO（g）△H＞0汽车启动后，汽缸温度越高，单位时间内NO排放量越大，原因是

 

．
②有人设想按下列反应除去汽车燃油不完全燃烧时产生CO：2CO（g）=2C（s）+O₂（g）已知该反应的△H＞0，简述该设想能否实现的依据：

 

．
③目前，在汽车尾气系统中装置催化转化器可减少CO和NO的污染，该反应的化学反应方程式为

 

．

Answer 1

考点：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：化学反应中的能量变化,化学平衡专题

分析：（1）煤的气化是利用煤与水蒸气高温条件小反应，生成CO和H₂的过程；
（2）根据酸式盐NaHS和NaHCO₃为书写反应的化学方程式；
（3）利用盖斯定律计算；要提高CO的转化率，应改变条件使平衡向正反应方向移动，结合外界条件对化学平衡移动的影响分析；
（4）①汽缸温度越高，单位时间内NO排放量越大，说明平衡正向进行，温度越高速率越快；
②依据反应自发进行的条件是△H-T△S＜0分析判断；
③根据CO和NO反应生成物为氮气和二氧化碳书写；

解答： 解：（1）煤的气化是利用煤与水蒸气高温条件小反应，生成CO和H₂的过程：C+H₂O

高温  .

CO+H₂，
故答案为：C+H₂O

高温  .

CO+H₂；
（2）H₂S和H₂CO₃均是二元酸，它们都存在酸式盐NaHS和NaHCO₃，二者反应的化学方程式为H₂S+Na₂CO₃=NaHS+NaHCO₃，
故答案为：H₂S+Na₂CO₃=NaHS+NaHCO₃；
（3）由盖斯定律可知，通过①×2+②+③可得所求反应方程式，则△H=-90.8kJ/mol×2-23.5kJ/mol-41.3kJ/mol=-246.4kJ/mol，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，应使平衡向正反应方向移动，可减少CO₂的浓度或分离出二甲醚，由于反应放热，升高温度平衡向逆反应方向移动，转化率减小，催化剂不影响平衡移动，而增加CO的浓度，CO的转化率反而减小，
故答案为：-246.4 kJ?mol^-1；c、e；
（4）①汽缸中生成NO的反应为N₂（g）+O₂（g）?2NO（g）△H＞0，汽车启动后，气缸燃烧汽油，释放热量，温度越高，反应速率加快，平衡右移，单位时间内NO排放量越大，
故答案为：温度升高，反应速率加快，平衡右移；
②2CO（g）=2C（s）+O₂（g）已知该反应的△H＞0，反应是焓变增大，熵变减小的反应，△H＞0，△S＜0，则△H-T△S＞0，反应任何温度下都不能自发进行；
故答案为：否；该反应是焓增，熵减的反应，根据△H-T?△S＞0，任何温度下均不能自发进行；
③汽车尾气系统装置中CO和NO反应生成物为氮气和二氧化碳，反应的化学方程式为2CO+2NO

催化剂  .

2CO₂+N₂，
故答案为：2CO+2NO

催化剂  .

2CO₂+N₂；

点评：本题考查较为综合，涉及化学方程式书写、盖斯定律应用、影响平衡移动的因素、汽车尾气的处理等知识，是高考的热点题型，解题时利用盖斯定律求反应热注意方程式变形时，△H的符号和数值，注意影响化学平衡的因素高频考点，题目难度中等．