Question

二甲氧基甲烷[CH₂（OCH₃）₂]水溶性好、含氧量高、燃燒完全、煙氣排放量低，被認為是一種極具應用前景的柴油添加劑．工業(yè)生產CH₂（OCH₃）₂一般是在催化劑作用下，將37%的甲醛水溶液和甲醇混合共熱，反應原理如下：HClO+2CH₃OH

催化劑

△

CH₂（OCH₃）2+H₂O
（1）某次研究反應時間對產率的影響的實驗中，CH₂（OCH₃）₂的濃度隨反應時間變化如下表：

時間（min）	20	25	30	40	50	60
CH2（OCH3）2（mol/L）	9.02	9.10	9.18	9.23	9.30	9.32

計算25～50min中CH₂（OCH₃）₂的平均生成速率為

 

．
（2）研究反應的化學平衡常數(shù)（記作lnK）與溫度（T）的關系如圖1所示，判斷該反應的△H

 

0（填“＞”、“＜”、“=”）．

（3）假設在密閉容器中發(fā)生上述反應，①達到平衡時下列措施能提高HCHO 轉化率的是

 

．
A．及時從反應體系中分離出CH₂（OCH₃）₂  B．升高反應體系的溫度
C．再添加適量甲醇           D．增大壓強
②圖2是催化劑作用下CH₃OH 轉化率隨時間變化的趨勢曲線圖．請在圖2中畫出相同條件下，不使用催化劑時CH₃OH轉化率隨時間變化的曲線．
（4）進一步研究發(fā)現(xiàn)：甲醛的滴加速率、反應時間、催化劑的量和攪拌速率等對CH₂（OCH₃）₂的工業(yè)實際產率（不完全是平衡狀態(tài)下得出的）也會產生一定影響．欲分別研究甲醛的滴加速率、攪拌速率對產率的影響，某同學設計了三組實驗如下表：

影響因素 試驗號	甲醛的滴加速率（g/min）	反應時間（min）	催化劑的量（g）	攪拌速率
1		70	2.5	30
2	1.0
3	2.5			80

①請在上表空格中填入剩余的實驗條件數(shù)據．
②在研究過程中發(fā)現(xiàn)，甲醛的滴加速率過慢或過快均會使CH₂（OCH₃）₂產率降低．請結合該反應的合成機理：
HCHO

CH3OH

H+

HOCH₂OCH₃

CH3OH

-H2O

CH₂（OCH₃）2
試分析甲醛的滴加速率過快時，導致產率較低的原因可能是

 

．

Answer 1

考點：化學平衡常數(shù)的含義,反應速率的定量表示方法,化學平衡的影響因素,轉化率隨溫度、壓強的變化曲線

專題：化學平衡專題

分析：（1）25～50min中CH₂（OCH₃）₂的濃度的變化計算化學反應速率；
（2）隨溫度升高，K減小，則正反應方向放熱；
（3）①使化學平衡向右移動，可提高HCHO 轉化率；
②催化劑只加快反應速率，不影響化學平衡移動；
（4）①其他條件相同時才能比較甲醛的滴加速率、攪拌速率對產率的影響；
②甲醛滴加過快會使合成反應主要停留在中間產物HOCH₂OCH₃；實驗用的是37%的甲醛溶液，不利用脫水，不利用平衡向正反應方向移動，故產率降低．

解答： 解：（1）25～50min中CH₂（OCH₃）₂的濃度的變化為：（9.30-9.10）mol/L=0.20mol/L，化學反應速率為：v=

△c

△t

=

0.20mol/L

50min-25min

=0.008 mol/（L?min），
故答案為：0.008 mol/（L?min）；
（2）隨溫度升高，K減小，則正反應方向放熱，故△H＜0，故答案為：＜；
（3）①使化學平衡向右移動，可提高HCHO 轉化率，
A．減小生成物濃度，化學平衡向右移動，故A正確；
B．反應放熱，升高溫度向逆反應方向移動，故B錯誤；
C．增大甲醇濃度，化學平衡向右移動，故C正確；
D．增大壓強，化學平衡向逆反應方向移動，故D錯誤；
故選：AC；
②催化劑只加快反應速率，不影響化學平衡移動，故答案為：；
（4）①其他條件相同時才能比較甲醛的滴加速率、攪拌速率對產率的影響，即反應時間和催化劑的量相同，反應2為比較的標準，所以反應1和反應3的甲醛滴加速率不同，反應1與反應2相同；反應1和反應3的攪拌速率不同，反應3與反應2攪拌速率不同，故答案為：

1	1.0
2		70	2.5	80
3		70	2.5

；
②甲醛滴加過快會使合成反應主要停留在中間產物HOCH₂OCH₃；實驗用的是37%的甲醛溶液，不利用脫水，不利用平衡向正反應方向移動，故產率降低，
故答案為：甲醛滴加過快會使合成反應主要停留在中間產物HOCH₂OCH₃或實驗用的是37%的甲醛溶液，不利用脫水，不利用平衡向正反應方向移動，故產率降低．

點評：本題綜合性較大，考查化學平衡常數(shù)、平衡移動、電解質溶液有關計算、鹽類水解等，難度中等，是對學生綜合能力的考查．