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．请回答下列问题：
（1）煤的气化的主要化学反应方程式为：______ CO+H₂

Answer 1

【答案】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；
（4）根据方程式计算平衡常数，然后利用三段式法解答．
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+H₂OCO+H₂，
故答案为：C+H₂OCO+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，升高温度平衡向你反应方向移动，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该反应的平衡常数表达式为：K=，
将所给浓度带入平衡常数表达式：=1.86＜400，故反应向正反应方向进行，正反应速率大于逆反应速率，
故答案为：＞；
②2CH₃OH（g）≒CH₃OCH₃（g）+H₂O（g） 某时刻浓度（mol?L^-1）：0.44           0.6      0.6
转化浓度（mol?L^-1）：2x            x          x  
平衡浓度（mol?L^-1）：0.44-2x         0.6+x      0.6+x
K=，解得x=0.2mol/L，
故平衡时c（CH₃OH）=0.44mol/L-0.2mol/L×2=0.04mol/L，
起始时在密闭容器中加入CH₃OH，
则起始时甲醇的浓度为0.44moL/L+0.6mol/L×2=1.64mol/L，平衡时c（CH₃OH）=0.04mol/L，
则10min转化甲醇1.64moL/L-0.04moL/L=1.6mol/L，
所以甲醇的反应速率为v（CH₃OH）==0.16 mol/（L?min），
故答案为：0.04 mol?L^-1； 0.16 mol/（L?min）．
点评：本题考查较为综合，题目难度中等，注意“始、转、平”是解决有关化学平衡的“三段论”解题法，当三组量一旦确定，可以解答有关平衡的平衡常数计算、转化率、反应速率、平衡时成分的体积分数等的关键．