Question

(8分)二甲醚是一种重要的清洁燃料，有多种合成方法。

方法一：通过CH~OH分子间脱水制得：2CH₃OH(g)=CH₃OCH₃(g)+H₂O(g)  ∆H=－23.5 kJ/mol   ①

（1）该反应在恒容密闭的容器中进行，能说明反应达到平衡的是_____。(填字母编号)

A．容器中压强不再变化

B．n(CH₃OH)：nCH₃OCH₃)：n(H₂O)=2:1:1

C．c(CH₃OH)=c(CH₃OCH₃)=c(H₂O)

D．混合气体中各组分浓度不再变化

E．混合气体的平均相对分子质量不再变化

（2）在T℃时该反应的平衡常数K=5，若在此温度下某时刻测定出该反应中各物质的浓度为c(CH₃OH)=0.3 mol/L、c(CH₃OCH₃)=0.6 mol/L、c(H₂O)=0.6mol/L，则此时正、逆反应速率的大小是V(_正)____V(_逆)。(填“>”、“<”或“=”

（3）3H₂(g)+3CO(g)= CH₃OCH₃+3CO₂(g) ∆H=－a kJ/mol     ②

该反应在一定条件下的密闭容器中可达到平衡状态(曲线1)，若在t₀时刻改变一个条件，曲线I变为曲线Ⅱ，改变的条件是_________。(填字母编号)

A．升高温度 

B．加入催化剂 

C．缩小容器体积 

D．增加H₂的浓度   

E．分离出二甲醚

（4）该反应可以分步进行：

4H₂(g)+2CO(g)=CH₃OCH₃(g)+H₂O(g)      △H₃                   ③

CO(g)+H₂O(l)=CO₂(g)+H₂(g)             △H₄=－bKJ/mol          ④

H₂O(l)=H₂O(g)                         △H₅=+44KJ/mol          ⑤

则反应③的焓变△H₃=________KJ/mol（用含a、b的代数式表示）

Answer

（1）D；（2）>；（3）C、D；（4）b - a +44

【解析】

试题分析：（1）A.由于反应前后气体的物质的量相等，所以在任何时刻气体的压强都不会发生变化，故不能判断反应达到平衡状态，错误；B.物质在反应反应时三种物质改变的物质的量的比2:1:1，但是这不能说明反应处于平衡状态，错误；C．CH3OCH3、H2O 都是生成物，二者的系数相等，因此在任何时刻都存在c(CH3OCH3)=c(H2O)，而且c(CH3OH)= c(CH3OCH3)=c(H2O)时，反映可能处于平衡状态，也可能没有达到平衡，因此不能作为判断平衡的标志，错误；D．由于反应是在恒容的密闭容器内进行，若反应达到平衡状态，则反应体系内各种物质的量不变，由于容器的容积不变，所以混合气体中各组分浓度不再变化，正确；E．由于气体的质量不变，气体的物质的量不变，所以在任何时刻都存在混合气体的平均相对分子质量不变。因此不能作为判断平衡的标志，错误；（2）Qc=<5，说明反应还没有达到平衡，所以V正>V逆；曲线I变为曲线Ⅱ,反应速率加快,CO的转化率增大，说明平衡正向移动。A．升高温度，反应速率加快，但是平衡向吸热反应方向移动，由于正反应是放热反应，所以平衡逆向移动，CO的转化率减小，不符合题意，错误；B．加入催化剂，反应速率加快，但是平衡不发生移动，CO的转化率不变，与图像不符合，错误；C．缩小容器体积，物质的浓度增大，反应速率加快，由于正反应是气体体积减小的反应，所以增大压强，平衡正向移动，CO的转化率增大，符合题意，正确；D．增加H2的浓度，反应速率加快，可以使CO的转化率增大，符合题意，正确；E．分离出二甲醚，即减小生成物的浓度，反应速率减小，平衡正向移动，CO的转化率增大，不符合题意，错误；（4）②—④+⑤，整理可得：4H2(g)+2CO(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g) △H3=(b - a +44）KJ/mol；

考点：考查反应平衡状态的判断、反应进行的方向、外界条件对平衡的影响、盖斯定律的应用的知识。