Question

（共10分）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。工业上可利用焦炭与水蒸气在高温下的反应产物（水煤气）合成二甲醚。请回答下列问题：

（1）、制水煤气的主要化学反应方程式为：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

（2）、煤的气化过程中产生的有害气体H₂S用Na₂CO₃溶液吸收，生成两种酸式盐，该反应的化学方程式为：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

（3）、利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下：

　　① 2H₂(g)CO(g)CH₃OH(g)90.8 kJ

　　② 2CH₃OH(g)CH₃OCH₃(g)H₂O(g)23.5 kJ

　　③ CO(g)H₂O(g)CO₂(g)H₂(g)41.3 kJ

　　总反应：3H₂(g)3CO(g)CH₃OCH₃(g)CO₂(g)Q，其中Q　　　　　kJ；

　　一定条件下的密闭容器中，该总反应达到平衡，要提高CO的转化率，可以采取的措施是

　　　　　（填字母代号）。

       a．低温高压                b．加入催化剂            c．减少CO₂的浓度     d．增加CO的浓度

（4）、已知某温度下反应②2CH₃OH(g)CH₃OCH₃(g)H₂O(g)在一密闭容器中进行到10min时恰好达平衡，测得各组分的浓度如下：

物质	CH3OH	CH3OCH3	H2O
浓度／(mol·L)	0.44	0.6	0.6

　　比较此时正、逆反应速率数值（单位相同）的大小：(甲醇) 　　　(水)（填“＞”、“＜”或“＝”)。

　　反应开始时(CH₃OH) 　　　　　；

　　该时间内的平均反应速率(CH₃OH)　　　　　；

　　该温度下反应的平衡常数值为　　　　　。（精确到0.01）

Answer

（1）．C +H2O CO +H2    (1分)    （2）．H2S+Na2CO3 →NaHS + NaHCO3 (1分)

（3）．246.4 (2分)        a c  (2分)

（4）． ＞  (1分)   1.64 mol·L－1 (1分)        0.12mol/L·min  (1分)      1.86 (1分)

【解析】（1）碳在高温下和水蒸气反应，即生成水煤气，反应式为C +H2O CO +H2 。

（2）两种酸式盐分别是NaHS和 NaHCO3，所以方程式为H2S+Na2CO3 →NaHS + NaHCO3 。

（3）.根据盖斯定律可知，①×2＋②＋③即得到3H2(g)3CO(g)CH3OCH3(g)CO2(g)Q，所以Q＝90.8 kJ×2＋23.5 kJ＋41.3 kJ＝246.4kJ。由于正反应是体积减小的、放热的可逆反应，所以a正确。催化剂不能改变平衡状态，b不正确，才是降低生成物的浓度，平衡向正反应方向移动，正确。d中平衡虽然向正反应方向移动，但CO的转化率是降低的，不正确。

（4）.根据水利之比是相应的化学计量数之比可知，甲醇的反应速率大于水蒸气的反应速率。平衡时生成水蒸气是0.6mol/L的，则消耗甲醇是1.2mol/L的，所以开始是甲醇的浓度是1.2mol/L＋0.44mol/L＝1.64mol/L。平衡常数是反应达到化学平衡时，生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值，所以是