Question

【題目】工業(yè)上可用水煤氣(CO和H2)合成一系列有機物。

(1)根據(jù)下圖寫出固態(tài)碳和水蒸氣反應生成CO和H2的熱化學方程式：_________________________________________________。

(2)已知

① 2H2 (g)＋CO(g) CH3OH (g) ΔH1

② 2CH3OH(g) CH3OCH3(g)＋H2O(g) ΔH2

③ CO(g)＋H2O(g) CO2 (g)＋H2(g) ΔH3

則3H2(g)＋3CO(g) CH3OCH3(g)＋CO2 (g) ΔH＝_________(用ΔH1、 ΔH2、ΔH3列出表達式)。

(3)一定條件下的密閉容器中，3H2(g)＋3CO(g) CH3OCH3(g)＋CO2 (g) ΔH＝a kJ·mol-1 (a＜0)

反應達到平衡后，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．加入催化劑 C．高壓 D．分離出二甲醚

(4)已知2CH3OH(g) CH3OCH3(g)＋H2O(g)在某溫度下的平衡常數(shù)K = 4。此溫度下，在密閉容器中加入CH3OH，反應到20min時測得各組分的濃度如下：

物質(zhì)	CH3OH	CH3OCH3	H2O
c / mol·L-1	0．4	0．1	0．1

①此時，反應向___________ (填“左”或“右”)移動，才能達到平衡。

②從加入CH3OH開始反應到20min時，CH3OCH3的生成速率為_____________。

③達到平衡后CH3OH的濃度為_____________。

Answer 1

【答案】C(s)+H2O(g)= CO(g)+H2(g)　ΔH=+131.3 kJ·mol－1 2ΔH1 + ΔH2 + ΔH3 C D 右 0.005 mol/Lmin 0.12 mol/L

【解析】

(1)根據(jù)圖示焓變?yōu)?/span>393.9 kJ·mol－1-262.6 kJ·mol－1=+131.3 kJ·mol－1，因此可得熱化學方程式。

(2)將第①方程式乘以2加上第②、③個方程可得3H2(g)＋3CO(g) CH3OCH3(g)＋CO2 (g) ΔH＝2ΔH1 + ΔH2 + ΔH3。

(3)A選項，高溫，平衡向吸熱即逆向移動，轉(zhuǎn)化率減�。�B選項，加入催化劑，平衡不移動，轉(zhuǎn)化率不變；C選項，高壓，平衡向體積減小即正向移動，轉(zhuǎn)化率增大；D選項，分離出二甲醚，減小生成物濃度，平衡正向移動，轉(zhuǎn)化率增大。

(4)①此時，<K=4，因此反應向右移動，才能達到平衡。

②從加入CH3OH開始反應到20min時，CH3OCH3的改變量為0.1 mol·L-1，CH3OCH3的生成速率為。

③根據(jù)上面數(shù)據(jù)分析得出開始時CH3OH的濃度為0.6 mol·L-1。

2CH3OH(g) CH3OCH3(g)＋H2O(g)

開始：0.6mol·L-1 0 0

轉(zhuǎn)化：2x mol·L-1 x mol·L-1 x mol·L-1

平衡：(0.6-2x)mol·L-1 x mol·L-1 x mol·L-1

解得x = 0.24

故平衡時CH3OH的濃度為(0.6-2×0.24)mol·L-1 =0.12mol·L-1.

(1)根據(jù)圖示焓變?yōu)?/span>393.9 kJ·mol－1-262.6 kJ·mol－1=+131.3 kJ·mol－1，因此固態(tài)碳和水蒸氣反應生成CO和H2的熱化學方程式：C(s)+H2O(g)= CO(g)+H2(g) ΔH=+131.3 kJ·mol－1，故答案為：C(s)+H2O(g)= CO(g)+H2(g) ΔH=+131.3 kJ·mol－1。

(2)將第①方程式乘以2加上第②、③個方程可得3H2(g)＋3CO(g) CH3OCH3(g)＋CO2 (g) ΔH＝2ΔH1 + ΔH2 + ΔH3，故答案為：2ΔH1 + ΔH2 + ΔH3。

(3)A選項，高溫，平衡向吸熱即逆向移動，轉(zhuǎn)化率減小；B選項，加入催化劑，平衡不移動，轉(zhuǎn)化率不變；C選項，高壓，平衡向體積減小即正向移動，轉(zhuǎn)化率增大；D選項，分離出二甲醚，減小生成物濃度，平衡正向移動，轉(zhuǎn)化率增大，故答案為CD。

(4)①此時，<K=4，因此反應向右移動，才能達到平衡，故答案為：右。

②從加入CH3OH開始反應到20min時，CH3OCH3的改變量為0.1 mol·L-1，CH3OCH3的生成速率為，故答案為：0.005 mol·L-1·min-1。

③根據(jù)上面數(shù)據(jù)分析得出開始時CH3OH的濃度為0.6 mol·L-1。

2CH3OH(g) CH3OCH3(g)＋H2O(g)

開始：0.6mol·L-1 0 0

轉(zhuǎn)化：2x mol·L-1 x mol·L-1 x mol·L-1

平衡：(0.6-2x)mol·L-1 x mol·L-1 x mol·L-1

解得x = 0.24

故平衡時CH3OH的濃度為(0.6-2×0.24)mol·L-1 =0.12mol·L-1。