Question

【題目】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(chǎn)物（水煤氣）合成二甲醚( CH3OCH3)。請回答下列問題：

(1)利用水煤氣合成二甲醚的三步反應(yīng)如下：

①2H2(g)+CO(g)CH3OH(g) △H= －90．8kJ/mol

②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H=－23．5kJ/mol

③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H=－41．3kJ/mol

總反應(yīng)：3H2(g)+3CO(g)CH3OCH3(g)+CO2(g) 的△H= ；

一定條件下的密閉容器中，該總反應(yīng)達(dá)到平衡，要提高CO的轉(zhuǎn)化率，可以采取的措施是：________（填字母代號）。

a．壓縮體積 b．加入催化劑 c．減少CO2的濃度 d．增加CO的濃度e．分離出二甲醚（CH3OCH3）

(2)已知反應(yīng)②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H=－23．5kJ/mol

某溫度下的平衡常數(shù)為400。此溫度下，在密閉容器中加入CH3OH，反應(yīng)到某時刻測得各組分的濃度如下：

物質(zhì)	CH3OH	CH3OCH3	H2O
濃度（mol·L-1）	0．40	0．6	0．6

①比較此時正、逆反應(yīng)速率的大小比較：_________（填“>”、“<”或“=”）。

②該反應(yīng)的平衡常數(shù)的表達(dá)式為K=_____,溫度升高，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K____（填“增大”、“減小”或“不變”）

Answer 1

【答案】(1)-246．4 kJ/mol a c e(2) ①＞ ②{c(CH3OCH3)×c(H2O)} /c2(CH3OH) 減小

【解析】

（1）①×2+②+③可得總反應(yīng)：3H2(g)+3CO(g)CH3OCH3(g)+CO2(g) △H=2×（－90.8kJ/mol）+（－23.5kJ/mol）+（－41.3kJ/mol）=-246.4 kJ/mol。

（2）若a壓縮體積，體系的壓強增大，化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率提高；b加入催化劑能同等倍數(shù)改變正、逆反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率，縮短達(dá)到平衡所需時間，平衡不移動；c減少CO2的濃度,平衡向正反應(yīng)方向移動，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率提高；d．增加CO的濃度，平衡向正反應(yīng)方向移動，但增加量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于平衡移動消耗量，所以CO的轉(zhuǎn)化率反而降低。e．分離出二甲醚（CH3OCH3）即減小生成物的濃度，化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率提高。故在該總反應(yīng)中，要提高CO的轉(zhuǎn)化率的途徑是ace．

（2）①比較濃度商(即各生成物濃度冪指數(shù)乘積與反應(yīng)物濃度冪指數(shù)乘積的比)與K 大小。如果比K大，平衡向逆反應(yīng)方向移動，V逆＞V正；如果比K小，平衡向正反應(yīng)方向移動， V正＞V逆；如果等于K，平衡不會發(fā)生移動， V正=V逆；由于（0．6×0．6）/（0．4）2==9/4<400，所以平衡向正反應(yīng)方向移動，V正＞V逆。

②化學(xué)平衡常數(shù)是反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡時各生成物濃度冪指數(shù)的乘積與各反應(yīng)物濃度冪指數(shù)的乘積的比即K={c(CH3OCH3)×c(H2O)} /c2(CH3OH)．該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度，根據(jù)勒夏特列原理，化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動，生成物的濃度減小，反應(yīng)物的濃度增大，對化學(xué)平衡常數(shù)來說，分子減小，分母擴大，所以K減小。