Question

二甲醚是一種重要的清潔燃料，也可替代氟利昂作制冷劑等，對臭氧層無破壞作用。工業(yè)上可利用煤的氣化產物（水煤氣）合成二甲醚。

（1）利用水煤氣合成二甲醚的三步反應如下：

①2H2(g) + CO(g) CH3OH(g)；ΔH ＝ －90．8 kJ·mol－1

②2CH3OH(g) CH3OCH3(g) + H2O(g)；ΔH＝ －23．5 kJ·mol－1

③CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g)；ΔH＝ －41．3 kJ·mol－1

總反應：3H2(g) + 3CO(g) CH3OCH3(g) + CO2(g)的ΔH＝ ___________；

（2）已知反應②2CH3OH(g) CH3OCH3(g) + H2O(g)某溫度下的平衡常數為400 。此溫度下，在密閉容器中加入CH3OH ，反應到某時刻測得各組分的濃度如下：

物質	CH3OH	CH3OCH3	H2O
濃度/（mol·L－1）	0．44	0．6	0．6

①比較此時正、逆反應速率的大小：v正 ______ v逆 （填“>”、“<”或“＝”)；

②若加入CH3OH后，經10 min反應達到平衡，此時c(CH3OH) ＝ _______________，該時間內反應速率v(CH3OH) ＝ __________________；

（3）在溶液中，反應A+2BC分別在三種不同實驗條件下進行，它們的起始濃度均為c(A)=0．100mol/L、c(B)=0．200mol/L及c(C)=0mol/L。反應物A的濃度隨時間的變化如下圖所示。

請回答下列問題：

與①比較，②和③分別僅改變一種反應條件。所改變的條件和判斷的理由是：

②________________________________________________________________________；

③________________________________________________________________________；

該反應的_________0，判斷其理由是______________________________________________；

 

Answer 1

（1）-246．4kJ·mol-1

（2）①＞ ②0．04 mol·L-1 0．16 mol·L-1·min-1

（3）②加催化劑；達到平衡的時間縮短，平衡時A的濃度未變

③溫度升高；達到平衡的時間縮短，平衡時A的濃度減小

﹥；升高溫度向正方向移動，故該反應是吸熱反應

【解析】

試題分析：（1）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

由蓋斯定律②+③+①×2得到

3H2（g）+3CO（g）CH3OCH3（g）+CO2（g）的△H=-246．4 Kj/mol-1，

（2）①表中數據分析計算說明反應正向進行，v正＞v逆

②甲醇起始量濃度為0．44+1．2=1．64mol/L．設轉化的甲醇濃度為x

2CH3OH（g）CH3OCH3（g）+H2O（g）

起始量（ mol/L） 1．64 0 0

變化量（mol/L） x 0．5x 0．5x

平衡量（mol/L） 1．64-x 0．5x 0．5x

計算得到x=1．6mol/L

若經10 min后反應達到平衡，此時c（CH3OH）=0．04 mol/L

0～10min內甲醇平衡濃度=0．04mol/L，平均反應速率= 0．16 mol·L-1·min-1

（3）①因催化劑能加快化學反應速度率，縮短達到平衡的時間，化學平衡不移動，所以②為使用催化劑；因升高溫度，化學反應速度率加快，化學平衡移動，平衡時A的濃度減�。灰颌蹨囟壬�高，化學平衡向吸熱的方向移動，平衡時A的濃度減小，說明正反應方向吸熱，△H＞0

考點：考查熱化學方程式和蓋斯定律的分析應用，化學平衡的有關知識和化學計算。