二甲醚是一种重要的清洁燃料.工业上可利用煤的气化产物(水煤气)合成二甲醚.主要的三步反应如下:①2H

2025-04-15 01:02:44
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回答1:

(1)①2H2(g)+CO(g)?CH3OH(g)△H=-91.8kJ?mol-1②2CH3OH(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g)△H=-23.5kJ?mol-1③CO(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)△H=-248.4 kJ?mol-1
故答案为:3H2(g)+3CO(g)?CH3OCH3(g)+CO2(g)△H=-248.4 kJ?mol-1
(2)3H2(g)+3CO(g)?CH3OCH3(g)+CO2(g)△H=-248.4 kJ?mol-1,一定条件下的密闭容器中,该总反应达到平衡,反应是放热反应,反应前后气体体积减小的反应,要提高CO的转化率,平衡正向进行.
a.升高温度,平衡向逆反应方向进行,故a不符合;
b.降低温度,平衡向吸热方向进行,向正反应方向进行,故b符合; 
c.增大压强,平衡向体积缩小的方向进行,正反应方向为体积缩小的方向,故c符合;
d.减小压强,平衡向体积增大的方向进行,逆反应方向为体积增大的方向,故d不符合;
e.缩小体积,压强增大平衡正向进行,一氧化碳转化率增大,故e符合;
f.增大CO的浓度,提高氢气转化率,一氧化碳转化率减小,故f不符合;
g.增大CO2的浓度,增大生成物浓度平衡向逆反应方向进行,一氧化碳转化率减小,故g不符合;
故选b、c、e;
(3)①某温度下,将一定里的CH3OH加入密闭容器中发生反应:2CH3OH(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g),
经20min反应达到平衡,此时测得c(CH3OH)=0.56mol?L;c(H2O)=0.72mol?L-1
设转化的甲醇浓度为x
                 2CH3OH(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g)
起始量( mol/L)  0.56+x         0         0
变化量(mol/L)    x            0.5x      0.5x
平衡量(mol/L)    0.56          0.5x      0.72
则 0.5x=0.72  x=1.44,c(CH3OCH3)=0.72mol?L-1,v(CH3OH)=

△C
t
=
1.44mol?L?1
20min
=0.072mol?L-1?min-1,开始加入的CH3OH浓度0.56+x=0.56+1.44=2.00mol?L-1
故答案为:0.72mol?L-1;0.072mol?L-1?min-1;2.00mol?L-1
②对于可逆反应2CH3OH(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g)的平衡常数k=
c(CH3OCH3)?c(H2O)
c2(CH3OH)

由①可知,在某温度下到达平衡,平衡时CH3OH、CH3OCH3、H2O浓度分别为0.56mol/L、0.72mol/L、0.72mol/L,故平衡常数k=
0.72×0.72
0.562
=1.65,此时的浓度商Qc=
0.86×0.86
0.282
=9.45,大于平衡常数,故反应向逆反应进行,v (正)<v (逆),故选E;
设转化的甲醇浓度为x
                 2CH3OH(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g)
起始量( mol/L)  0.28         0.86      0.86
变化量(mol/L)    x            0.5x      0.5x
平衡量(mol/L)   0.28+x    0.86-0.5x   0.86-0.5x      
(0.86?0.5x)2
(0.28+x)2
=
0.722
0.562
,x=0.28,平衡时CH3OCH3在混合物中的体积百分含量是
0.86?0.5×0.28
0.28+0.28×0.5+(0.86?0.5×0.28)×2
×100%=36%,
故答案为:E;36%;