二甲醚是一种重要的清洁燃料,也可替代氟利昂作制冷剂等,对臭氧层无破坏作用.工业上可利用煤的气化产物(水煤气)合成二甲醚.

二甲醚是一种重要的清洁燃料,也可替代氟利昂作制冷剂等,对臭氧层无破坏作用.工业上可利用煤的气化产物(水煤气)合成二甲醚.
(1)利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下:
①2H2(g)+CO(g)⇌CH3OH(g);△H=-90.8kJ•mol-1
②2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g);△H=-23.5kJ•mol-1
③CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g);△H=-41.3kJ•mol-1
总反应:3H2(g)+3CO(g)⇌CH3OCH3(g)+CO2 (g)的△H=______;
(2)已知反应②2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g)某温度下的平衡常数为400.此温度下,在密闭容器中加入CH3OH,反应到某时刻测得各组分的浓度如下:
物质 CH3OH CH3OCH3 H2O
浓度/(mol•L-1 0.44 0.6 0.6
①比较此时正、逆反应速率的大小:v______ v (填“>”、“<”或“=”).
②若加入CH3OH后,经10min反应达到平衡,此时c(CH3OH)=______;该时间内反应速率v(CH3OH)=______.
(3)在溶液中,反应A+2B⇌C分别在三种不同实验条件下进行,它们的起始浓度均为c(A)=0.100mol/L、c(B)=0.200mol/L及c(C)=0mol/L.反应物A的浓度随时间的变化如图所示.
请回答下列问题:
与①比较,②和③分别仅改变一种反应条件.所改变的条件和判断的理由是:
②______;
③______;
该反应的△H______0,判断其理由是______.
ay5d6gr 1年前 已收到1个回答 举报

我就是我TIAN 幼苗

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解题思路:(1)依据热化学方程式和盖斯定律计算得到;
(2)①依据浓度商和平衡常数比较分析反应进行的方向;
②依据平衡常数和化学平衡三段式列式计算得到;依据C计算得到甲醇的平衡浓度计算甲醇表示的反应速率;
(3)①根据催化剂对化学反应速度率和化学平衡的影响;根据温度对化学反应速度率和化学平衡的影响,在溶液中,压强对化学平衡无影响;
②根据温度对化学平衡的影响.

(1)①2H2(g)+CO(g)⇌CH3OH(g)△H=-90.8kJ•mol-1
②2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g)△H=-23.5kJ•mol-1
③CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)△H=-41.3kJ•mol-1
由盖斯定律②+③+①×2得到
3H2(g)+3CO(g)⇌CH3OCH3(g)+CO2(g)的△H=-246.4 kJ•mol-1
故答案为:-246.4 kJ•mol-1
(2)①表中数据分析计算Q=
c(CH3OCH3)c(H2O)
c2(CH3OH)=[0.6mol/L×0.6mol/L
(0.44mol/L)2=1.86<400,说明反应正向进行,v>v,故答案为:>;
②甲醇起始量浓度为0.44+1.2=1.64mol/L.设转化的甲醇浓度为x
2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g)
起始量( mol/L)1.64 0 0
变化量(mol/L) x 0.5x 0.5x
平衡量(mol/L) 1.64-x 0.5x 0.5x
K=
c(CH3OCH3)c(H2O)
c2(CH3OH)=
(0.5x)2
(1.64−x)2=400,
计算得到x=1.6mol/L
若经10 min后反应达到平衡,此时c(CH3OH)=0.04 mol/L
0~10min内甲醇平衡浓度=0.04mol/L,平均反应速率v(CH3OH)=
1.6mol/L/10min]=0.16 mol/(L•min);
故答案为:>;0.04 mol/L;0.16 mol/(L•min);
(3)①因催化剂能加快化学反应速度率,缩短达到平衡的时间,化学平衡不移动,所以②为使用催化剂;因升高温度,化学反应速度率加快,化学平衡移动,平衡时A的浓度减小;
因③温度升高,化学平衡向吸热的方向移动,平衡时A的浓度减小,说明正反应方向吸热,△H>0,
故答案为:加催化剂;达到平衡的时间缩短,平衡时A的浓度未变;温度升高;达到平衡的时间缩短,平衡时A的浓度减小;>;升高温度向正方向移动,故该反应是吸热反应.

点评:
本题考点: 热化学方程式;化学平衡建立的过程;化学反应速率的影响因素;化学平衡的影响因素.

考点点评: 本题考查热化学方程式和盖斯定律的分析应用,化学平衡的有关知识和化学计算,本题难度不大,做题时注意平衡三段式的应用.

1年前

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