Question

12．甲醚（CH₃OCH₃）被稱為21世紀(jì)的新型燃料，它清潔、高效、具有優(yōu)良的環(huán)保性能，甲醚是一種無色氣體，具有輕微的醚香味，其燃燒熱為1455kJ/mol，甲醚可作燃料電池的燃料．
（1）寫出甲醚燃燒的熱化學(xué)方程式CH₃OCH₃（g）+3O₂（g）=2CO₂（g）+3H₂O（l）△H₁=-1455kJ/mol；；
已知H₂（g）和C（s）的燃燒熱分別是285.8kJ•mol^-1、393.5kJ•mol^-1；計算反應(yīng)4C（s）+6H₂（g）+O₂（g）═2CH₃OCH₃（g）的反應(yīng)熱為△H=-378.8kJ/mol；
（2）工業(yè)上利用H₂和CO₂合成二甲醚的反應(yīng)如下：6H₂（g）+2CO₂（g）═CH₃OCH₃（g）+3H₂O（g）△H＜0
①一定溫度下，在一個固定體積的密閉容器中進(jìn)行該反應(yīng)．下列能判斷反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是ad（選填編號）
a．c（H₂）與c（H₂O）的比值保持不變 
b．單位時間內(nèi)有2mol H₂消耗時有1mol H₂O生成
c．容器中氣體密度不再改變          
d．容器中氣體壓強不再改變
②溫度升高，該化學(xué)平衡移動后到達(dá)新的平衡，CH₃OCH₃的產(chǎn)率將變�。ㄌ睢白兇蟆�、“變小”或“不變”，下同），混合氣體的平均式量將變�。�

Answer 1

分析 （1）依據(jù)燃燒熱概念含義是1mol甲醚完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物二氧化碳和液態(tài)水放出的熱量為燃燒熱，結(jié)合書寫方法寫出熱化學(xué)方程式；
依據(jù)燃燒熱寫出熱化學(xué)方程式，結(jié)合蓋斯定律計算得到所需熱化學(xué)方程式和對應(yīng)焓變；
（2）①反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時，正逆反應(yīng)速率相等，平衡時各種物質(zhì)的物質(zhì)的量、濃度、含量等不再發(fā)生變化，以及由此衍生的其它量不變，可由此進(jìn)行判斷．
②根據(jù)反應(yīng)放熱，故升高溫度，平衡左移，據(jù)此判斷CH₃OCH₃的產(chǎn)率和混合氣體的平均式量M=$\frac{m}{n}$．

解答 解：（1）甲醚的燃燒熱為1455kJ/mol，則燃燒方式的熱化學(xué)方程式為：CH₃OCH₃（g）+3O₂（g）=2CO₂（g）+3H₂O（l）△H₁=-1455kJ/mol；
H₂（g）和C（s）的燃燒熱分別是285.8kJ•mol^-1、393.5kJ•mol^-1，已知熱化學(xué)方程式：
①H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=H₂O（l）△H=-285.8KJ/mol；
②C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H=-393.5KJ/mol；
③CH₃OCH₃（g）+3O₂（g）=2CO₂（g）+3H₂O（l）△H₁=-1455kJ/mol；
依據(jù)蓋斯定律計算①×3+②×2-③得到反應(yīng)熱化學(xué)方程式為：2C（s）+3H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═CH₂OCH₃（g）：△H=-169.4kJ/mol；
4C（s）+6H₂（g）+O₂（g）═2CH₂OCH₃（g）：△H=-338.8kJ/mol；
故答案為：CH₃OCH₃（g）+3O₂（g）=2CO₂（g）+3H₂O（l）△H₁=-1455kJ/mol；△H=-378.8kJ/mol；
（2）①a．在反應(yīng)達(dá)平衡前，c（H₂）與c（H₂O）的比值在變小，故當(dāng)c（H₂）與c（H₂O）的比值保持不變時，反應(yīng)達(dá)平衡，故A選；
b．單位時間內(nèi)有2mol H₂消耗時一定會有1mol H₂O生成，故不能作為平衡的標(biāo)志，故B不選；
c．本反應(yīng)的反應(yīng)物和生成物全是氣體，根據(jù)質(zhì)量守恒可知，在反應(yīng)過程中氣體的質(zhì)量一直不變，而又是恒容的容器，即氣體體積不變，故氣體密度ρ=$\frac{m}{V}$一直不變，故密度不變不能作為平衡的標(biāo)志，故c不選；
d．此反應(yīng)是個氣體的物質(zhì)的量有改變的反應(yīng)，即在平衡之前，容器中氣體的物質(zhì)的量和壓強在變化，故當(dāng)壓強不變時，說明反應(yīng)達(dá)平衡，故d選．
故答案為：ad；
②反應(yīng)放熱，故升高溫度，平衡左移，故CH₃OCH₃的產(chǎn)率將變��；本反應(yīng)的反應(yīng)物和生成物全是氣體，根據(jù)質(zhì)量守恒可知，在反應(yīng)過程中氣體的質(zhì)量m一直不變，而升溫后平衡左移，氣體的物質(zhì)的量變大，故混合氣體的平均式量M=$\frac{m}{n}$變小，
故答案為：變�。蛔冃。�

點評 本題考查較為綜合，涉及反應(yīng)熱與焓變、化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷等知識，題目難度中等，明確化學(xué)平衡狀態(tài)的特征為解答關(guān)鍵，注意掌握反應(yīng)熱與焓變的關(guān)系及應(yīng)用方法，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析能力及靈活應(yīng)用能力．