Question

（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。工业上可利用煤的气化产物（水煤气）合成二甲醚。请回答下列问题：

（1）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：________________________                 ________________。

（2）利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下：

①2H₂(g）+ CO(g）CH₃OH(g）；       ΔH ＝ －90.8 kJ·mol^－1

②2CH₃OH(g）CH₃OCH₃(g）+ H₂O(g）； ΔH＝ －23.5 kJ·mol^－1

③CO(g）+ H₂O(g）CO₂(g）+ H₂(g）；   ΔH＝ －41.3 kJ·mol^－1

总反应：3H₂(g）+ 3CO(g） CH₃OCH₃(g）+ CO₂ (g）的ΔH＝ ___________；

若总反应平衡后，要提高CO的转化率，可以采取的措施是_           __（填字母代号）

a．升温 

b．加催化剂

c．减少CO₂的浓度

d．增加CO的浓度

e．分离出二甲醚

（3）已知反应②2CH₃OH(g）CH₃OCH₃(g）+ H₂O(g）某温度下平衡常数为400 。

此温度下，某时刻测得各组分的浓度如下：

物质	CH3OH	CH3OCH3	H2O
浓度/（mol/L）	0.85	0.6	0.6

①比较此时正、逆反应速率的大小：v_正 ___   ___ v_逆 （填“>”、“<”或“＝”）。

②若从此刻又经过10 min达到平衡， 则这段时间内反应速率v(CH₃OH）＝ ___  ____   _ 。

Answer

（10分）每空2分 （1）Na2CO3+H2S==NaHCO3+NaHS

（2）-246.4kJ· mol -1 c、e

（3）①＞ ②0.08 mol /（L·min）

【解析】

试题分析：（1）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，则这两种酸式盐为NaHS和碳酸氢钠，所以反应的化学方程式是Na2CO3+H2S==NaHCO3+NaHS；

（2）根据盖斯定律，则3H2(g）+ 3CO(g） CH3OCH3(g）+ CO2 (g）的ΔH＝①×2+②+③=2×（－90.8 kJ·mol－1）+（－23.5kJ·mol－1）+（－41.3kJ·mol－1）=-246.4kJ· mol -1；若总反应平衡后，要提高CO的转化率，使平衡正向移动，升温，平衡逆向移动，CO的转化率降低，a错误；加催化剂，反应速率加快，对平衡无影响，则CO的转化率不变，b错误；减少CO2的浓度 ，则生成物的浓度减小，平衡正向移动，CO的转化率增大，c正确；增加CO的浓度，平衡正向移动，但会增大氢气的转化率，而C偶读转化率会降低，d错误；分离出二甲醚，则生成物的浓度减小，平衡正向移动，CO的转化率增大，e正确，所以可以采取的措施是ce；

（3）①根据表中数据计算其浓度商为0.6×0.6/0.852=0.50<400，则反应正向移动，则正反应速率＞逆反应速率；

②根据表中数据可知，生成0.6mol/L的甲醚则消耗1.2mol/L的甲醇，所以甲醇的起始浓度是0.85+1.2=2.05mol/L。若从此刻又经过10 min达到平衡，设平衡时甲醇的浓度为xmol/L，则生成物的浓度均是0.5xmol/L，根据平衡常数400=(0.5x）2/(2.05-x）2，解得x=2，则甲醇的平衡浓度是2.05-2=0.05mol/L，所以这段时间内反应速率v(CH3OH）＝ （0.85-0.05）mol/L/10min=（0.08 mol /（L·min）。

考点：考查化学反应的判断，盖斯定律的应用，化学平衡常数的应用、反应速率的计算