Question

二甲醚（CH₃OCH₃）是一種高效、清潔，具有優(yōu)良環(huán)保性能的新型燃料．工業(yè)上制備二甲醚時(shí)在催化反應(yīng)室中（壓強(qiáng)2.0～10.0MPa，溫度230～280℃）進(jìn)行的反應(yīng)為：
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）催化反應(yīng)室中總反應(yīng)3CO（g）+3H₂（g）?CH₃OCH₃（g）+CO₂（g）的△H=______．
（2）在溫度和容積不變的條件下發(fā)生反應(yīng)①，能說(shuō)明該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是______（多選扣分）．
a．容器中壓強(qiáng)保持不變；b．混合氣體中c（CO）不變；c．v_正（CO）=v_逆（H₂）；d．c（CH₃OH）=c（CO）
（3）在2L的容器中加入amo1CH₃OH（g）發(fā)生反應(yīng)②，達(dá)到平衡后若再加入amo1CH₃OH（g）重新達(dá)到平衡時(shí)，CH₃OH的轉(zhuǎn)化率______（填“增大”、“減小”或“不變”）．
（4）850℃時(shí)在一體積為10L的容器中通入一定量的CO和H₂O（g）發(fā)生反應(yīng)③，CO和H₂O（g）濃度變化如圖所示．
①0～4min的平均反應(yīng)速率υ（CO）=______．
②若溫度不變，向該容器中加入4mo1CO、2mo1H₂O、3mo1CO₂（g）和3mo1H₂（g），起始時(shí)D_{正______}V_逆（填“＜”、“＞”或“=”），請(qǐng)結(jié)合必要的計(jì)算說(shuō)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，
依據(jù)蓋斯定律①×2+②+③：3CO（g）+3H₂（g）?CH₃OCH₃（g）+CO₂（g）的△H=-246.1KJ/mol；
故答案為：3CO（g）+3H₂（g）?CH₃OCH₃（g）+CO₂（g）的△H=-246.1KJ/mol；
（2）CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g），反應(yīng)是氣體體積減小的放熱反應(yīng)；
a．反應(yīng)前后氣體體積變化，容器中壓強(qiáng)保持不變，證明反應(yīng)達(dá)到平衡，故a正確；
b．平衡狀態(tài)的標(biāo)志是物質(zhì)濃度 保持不變，混合氣體中c（CO）不變說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡，故b正確；
c．依據(jù)化學(xué)方程式反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)2v_正（CO）=v_逆（H₂）證明反應(yīng)達(dá)到平衡，故C錯(cuò)誤；
d．反應(yīng)過(guò)程中c（CH₃OH）=c（CO）說(shuō)明剩余一氧化碳和生成甲醇濃度相同，但不能證明正逆反應(yīng)速率相同，故d錯(cuò)誤；
故答案為：ab；
（3）在2L的容器中加入amo1CH₃OH（g）發(fā)生反應(yīng)②，反應(yīng)前后氣體體積不變，達(dá)到平衡后若再加入amo1CH₃OH（g）相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，平衡不變，CH₃OH的轉(zhuǎn)化率不變
故答案為：不變；
（4）①圖象分析平衡后一氧化碳濃度變化為0.2mol/L-0.08mol/L=0.12mol/L；V（CO）=

0.12mol/L

4min

=0.03mol/L?min；
故答案為：0.03mol/L?min；
②若溫度不變，向該容器中加入4mo1CO、2mo1H₂O、3mo1CO₂（g）和3mo1H₂（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?yàn)镼c＞K，平衡左移，V_正＜V_逆
故答案為：＜；因?yàn)镼c＞K，平衡左移，所以V_正＜V_逆．