Question

二甲醚（CH3OCH3）是一种高效、清洁，具有优良环保性能的新型燃料．工业上制备二甲醚时在催化反应室中（

二甲醚（CH3OCH3）是一种高效、清洁，具有优良环保性能的新型燃料．工业上制备二甲醚时在催化反应室中（压强2.0～10.0MPa，温度230～280℃）进行的反应为：①CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H1=-90.7kJ?mol-1，②2CH3OH（g）?CH3OCH3（g）+H2O（g）△H2=-23.5kJ?mol-1，③CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）△H3=-41.2kJ?mol-1，（1）催化反应室中总反应3CO（g）+3H2（g）?CH3OCH3（g）+CO2（g）的△H=______．（2）在温度和容积不变的条件下发生反应①，能说明该反应达到化学平衡状态的依据是______（多选扣分）．a．容器中压强保持不变；b．混合气体中c（CO）不变；c．v正（CO）=v逆（H2）；d．c（CH3OH）=c（CO）（3）在2L的容器中加入amolCH3OH（g）发生反应②，达到平衡后若再加入amolCH3OH（g）重新达到平衡时，CH3OH的转化率______（填“增大”、“减小”或“不变”）．（4）850℃时在一体积为10L的容器中通入一定量的CO和H2O（g）发生反应③，CO和H2O（g）浓度变化如图所示．①0～4min的平均反应速率υ（CO）=______．②若温度不变，向该容器中加入4molCO、2molH2O、3molCO2（g）和3molH2（g），起始时D正______V逆（填“＜”、“＞”或“=”），请结合必要的计算说明理由______．

Answer 1

（1）①CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H₁=-90.7kJ?mol^-1，
②2CH₃OH（g）?CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）△H₂=-23.5kJ?mol^-1，
③CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）△H₃=-41.2kJ?mol^-1，
依据盖斯定律①×2+②+③：3CO（g）+3H₂（g）?CH₃OCH₃（g）+CO₂（g）的△H=-246.1KJ/mol；
故答案为：3CO（g）+3H₂（g）?CH₃OCH₃（g）+CO₂（g）的△H=-246.1KJ/mol；
（2）CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g），反应是气体体积减小的放热反应；
a．反应前后气体体积变化，容器中压强保持不变，证明反应达到平衡，故a正确；
b．平衡状态的标志是物质浓度 保持不变，混合气体中c（CO）不变说明反应达到平衡，故b正确；
c．依据化学方程式反应达到平衡时2v_正（CO）=v_逆（H₂）证明反应达到平衡，故C错误；
d．反应过程中c（CH₃OH）=c（CO）说明剩余一氧化碳和生成甲醇浓度相同，但不能证明正逆反应速率相同，故d错误；
故答案为：ab；
（3）在2L的容器中加入amolCH₃OH（g）发生反应②，反应前后气体体积不变，达到平衡后若再加入amolCH₃OH（g）相当于增大压强，平衡不变，CH₃OH的转化率不变
故答案为：不变；
（4）①图象分析平衡后一氧化碳浓度变化为0.2mol/L-0.08mol/L=0.12mol/L；V（CO）=

0.12mol/L

4min

=0.03mol/L?min；
故答案为：0.03mol/L?min；
②若温度不变，向该容器中加入4molCO、2molH₂O、3molCO₂（g）和3molH₂（g），Qc=

0.3，mol/L×0，3mol/L

0.4mol/L×0.2mol/L

=

9

8

，K=

0.12mol/L×0.12mol/L

0.08mol/L×0.18mol/L

=1
因为Qc＞K，平衡左移，V_正＜V_逆
故答案为：＜；因为Qc＞K，平衡左移，所以V_正＜V_逆．