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( CH₃OCH₃)。請回答下列問題：
(1)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= －90．8kJ/mol
②2CH₃OH(g)CH₃OCH₃(g)+H₂O(g) △H=－23．5kJ/mol
③CO(g)+H₂O(g)CO₂(g)+H₂(g)  △H=－41．3kJ/mol
總反應(yīng)：3H₂(g)+3CO(g) CH₃OCH₃(g)+CO₂(g) 的△H=           ；
一定條件下的密閉容器中，該總反應(yīng)達到平衡，要提高CO的轉(zhuǎn)化率，可以采取的措施是：
________（填字母代號）。
a．壓縮體積     b．加入催化劑  c．減少CO₂的濃度  d．增加CO的濃度
e．分離出二甲醚（CH₃OCH₃）
(2)已知反應(yīng)②2CH₃OH(g) CH₃OCH₃(g)+H₂O(g) △H=－23．5kJ/mol
某溫度下的平衡常數(shù)為400。此溫度下，在密閉容器中加入CH₃OH，反應(yīng)到某時刻測得各組分的濃度如下：

物質(zhì)	CH3OH	CH3OCH3	H2O
濃度（mol·L-1）	0．40	0．6	0．6

①比較此時正、逆反應(yīng)速率的大小比較：_________（填“>”、“<”或“=”）。
②該反應(yīng)的平衡常數(shù)的表達式為K=_____,溫度升高，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K____（填“增大”、“減小”或“不變”）

Answer 1

(1)-246．4 kJ/mol  a c e(2) ①＞ ②{C(CH₃OCH₃)×C(H₂O)} /C²(CH₃OH)   減小

試題分析：（1）①×2+②+③可得總反應(yīng)：3H₂(g)+3CO(g) CH₃OCH₃(g)+CO₂(g) △H=2×（－90．8kJ/mol）+（－23．5kJ/mol）+（－41．3kJ/mol）=-246．4 kJ/mol。（2）若a壓縮體積，體系的壓強增大，化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率提高；b加入催化劑能同等倍數(shù)改變正、逆反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率，縮短達到平衡所需時間，平衡不移動；c減少CO₂的濃度,平衡向正反應(yīng)方向移動，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率提高；d．增加CO的濃度，平衡向正反應(yīng)方向移動，但增加量遠遠大于平衡移動消耗量，所以CO的轉(zhuǎn)化率反而降低。e．分離出二甲醚（CH₃OCH₃）即減小生成物的濃度，化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率提高。故在該總反應(yīng)中，要提高CO的轉(zhuǎn)化率的途徑是ace．（2）①比較常數(shù)各生成物濃度冪指數(shù)乘積與反應(yīng)物濃度冪指數(shù)乘積的比與K 大小。如果比K大，平衡向逆反應(yīng)方向移動，V_逆＞V_正；如果比K小，平衡向正反應(yīng)方向移動， V_正＞V_逆；如果等于K，平衡不會發(fā)生移動， V_正=V_逆；由于（0．6×0．6）/（0．4）²==9/4<400，所以平衡向正反應(yīng)方向移動，V_正＞V_逆。②化學(xué)平衡常數(shù)是可能反應(yīng)達到化學(xué)平衡時隔生成物濃度冪指數(shù)的乘積與各反應(yīng)物濃度冪指數(shù)的乘積的比即K={C(CH₃OCH₃)×C(H₂O)} /C²(CH₃OH)．該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度，根據(jù)勒夏特列原理，化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動，生成物的濃度減小，反應(yīng)物的濃度增大，對化學(xué)平衡常數(shù)來說，分子減小，分母擴大，所以K減小。