Question

二甲醚是一種重要的清潔燃料，可替代氟利昂作制冷劑等．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）△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
總反應：3H₂（g）+3CO（g）?CH₃OCH₃（g）+CO₂（g）的△H=

 

．
（2）已知反應②2CH₃OH（g）?CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）某溫度下的平衡常數(shù)為64．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）	1.44	9.6	9.6

比較此時正、逆反應速率的大�。簐_正

 

v_逆 （填“＞”、“＜”或“=”）．
（3）將燃煤廢氣中的CO₂轉化為二甲醚的反應原理為：2CO₂（g）+6H₂（g）

催化劑

CH₃OCH₃（g）+3H₂O（g）
已知一定條件下，該反應中CO₂的平衡轉化率隨溫度、投料比[

n(H2)

n(CO2)

]的變化曲線如圖1：

若溫度升高，則反應的平衡常數(shù)K將

 

（填“增大”、“減小”或“不變”）；在其他條件不變時，請在圖2中畫出平衡時CH₃OCH₃的體積分數(shù)隨投料比[

n(H2)

n(CO2)

]變化的曲線圖．

Answer 1

考點：用蓋斯定律進行有關反應熱的計算,化學平衡建立的過程,化學平衡的影響因素

專題：化學平衡專題

分析：（1）利用蓋斯定律計算化學反應的焓變即可；
（2）計算濃度商和平衡常數(shù)比較判斷，確定反應的移動方向進而確定正逆反應速率的大��；
（3）根據(jù)化學方程式的系數(shù)進行回答；根據(jù)溫度和壓強對化學平衡常數(shù)的影響：放熱反應：升高溫度，K減小，反之K增大；吸熱反應：升高溫度，K增大，反之K減�。�

解答： 解：（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
由蓋斯定律可知，通過①×2+②+③可得所求反應方程式，則△H=-90.8kJ?mol^-1×2-23.5kJ?mol^-1-41.3kJ?mol^-1=-246.4kJ?mol^-1；
故答案為：-246.4kJ?mol^-1；
（2）Q=

c(CH3OCH3)?c(H2O)

c2(CH3OH)

=

9.6×9.6

1.442

=44.4＜64，平衡正向進行，v（正）＞v（逆），故答案為：＞；
（3）CH₃OCH₃的體積分數(shù)隨投料比[n（H₂）/n（CO₂）]的增大而增大，根據(jù)反應知道當體積比是3的時候，甲醚的體積分數(shù)最大，如下圖所示：
，根據(jù)圖一可以看出，對于反應：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g），△H＜0，所以溫度升高，K減小，故答案為：；減�。�

點評：本題考查了蓋斯定律的計算應用、平衡常數(shù)的計算應用，注意平衡常數(shù)隨溫度變化，題目難度中等．