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(chǎn)物（水煤氣）合成二甲醚．
請回答下列問題：
（1）制水煤氣的化學(xué)反應(yīng)方程式為：

 

．
（2）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=a kJ?mol^-1
②2CH₃OH（g）?CH3OCH₃（g）+H₂O（g）；△H=b kJ?mol^-1
③CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）；△H=c kJ?mol^-1
總反應(yīng)：3H₂（g）+3CO（g）?CH₃OCH₃（g）+CO₂ （g）的△H=

 

；（與abc的函數(shù)關(guān)系）．
若△H＜0，一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．高溫    b．高壓    c．減少CO₂的濃度
d．分離出二甲醚    e．增加CO的濃度   f．加入催化劑
（3）已知反應(yīng)②2CH₃OH（g）?CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）．某溫度下，在密閉容器中加入CH₃OH，反應(yīng)到平衡時測得各組分的濃度如下：

物質(zhì)	CH3OH	CH3OCH3	H2O
濃度/（mol?L-1）	0.64	0.5	0.5

①比較此時正、逆反應(yīng)速率的大小：v_正

 

 v_逆 （填“＞”、“＜”或“=”）．
②若加入CH₃OH后，經(jīng)8min反應(yīng)達(dá)到平衡，該時間內(nèi)反應(yīng)速率v（CH₃OH）=

 

．

Answer 1

考點：化學(xué)平衡的影響因素,用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的計算,反應(yīng)速率的定量表示方法

專題：

分析：（1）煤的氣化是利用煤與水蒸氣高溫條件小反應(yīng)，生成CO和H₂的過程；
（2）利用蓋斯定律計算；要提高CO的轉(zhuǎn)化率，應(yīng)使平衡向正反應(yīng)方向移動；
（3）根據(jù)方程式計算平衡常數(shù)，然后利用三段式法解答．

解答： 解：（1）煤的氣化是利用煤與水蒸氣高溫條件小反應(yīng)，生成CO和H₂的過程：C+H₂O

高溫  .

CO+H₂，故答案為：C+H₂O

高溫  .

CO+H₂；
（2）由蓋斯定律可知，已知：①2H₂（g）+CO（g）?CH₃OH（g）△H=a kJ?mol^-1
②2CH₃OH（g）?CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）△H=b kJ?mol^-1
③CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）△H=ckJ?mol^-1
由蓋斯定律②+③+①×2得到3H₂（g）+3CO（g）?CH₃OCH₃（g）+CO₂（g）的△H=（2a+b+c）kJ?mol^-1，一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，應(yīng)使平衡向正反應(yīng)方向移動，增大壓強和可減少CO₂的濃度或分離出二甲醚，由于反應(yīng)放熱，升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動，轉(zhuǎn)化率減小，催化劑不影響平衡移動，而增加CO的濃度，CO的轉(zhuǎn)化率反而減小，故答案為：2a+b+c；b、c、d；
（3）①反應(yīng)到平衡狀態(tài)，所以v（正）=v（逆），故答案為：=；
②2CH₃OH（g）≒CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）
起始量（mol?L^-1）：1.64         0         0
變化量（mol?L^-1）：1            0.5       0.5
平衡時刻濃度（mol?L^-1）：0.64   0.5        0.5
所以甲醇的反應(yīng)速率為v（CH₃OH）=

1mol/L

8min

=0.125 mol/（L?min），
故答案為：0.125 mol/（L?min）．

點評：本題考查了方程式的書寫方法和蓋斯定律的計算應(yīng)用、化學(xué)平衡的影響因素分析判斷，題目難度中等．