Question

研究CO、CO₂的回收利用既可变废为宝，又可减少碳的排放。请回答下列问题：

(1)二甲醚(CH₃OCH₃)被誉为“21世纪的清洁燃料”，由CO和H₂制备二甲醚的反应原理如下：

CO(g)+2H₂(g)⇌CH₃OH(g)             △H=-90.1kJ/mol

2CH₃OH(g)⇌CH₃OCH₃(g)+H₂O(g)      △H=-24.5kJ/mol

已知：CO(g)+H₂O(g)⇌CO₂(g)+H₂(g)    △H=-41.0kJ/mol

则2CO₂(g)+6H₂(g)⇌CH₃OCH₃(g)+3H₂O(g)的△H=________

(2)T₁K时，将1mol二甲醚引入一个抽真空的150L恒容密闭容器中，发生分解反应CH₃OCH₃(g)⇌CH₄(g)+H₂(g)+CO(g)。

在不同时间测定容器内的总压，所得数据见下表，

反应时间t/min	0	6.5	13.0	26.5	52.6	∞
气体总压p总/kPa	50.0	55.0	65.0	83.2	103.8	125.0

①由表中数据计算，0～6.5min内的平均反应速率)(CH₃OCH₃)=___

mol⋅L^-1⋅min^-1(结果保留两位有效数字)反应达平衡时，二甲醚的分解率为___，该温度下平衡常数K=___。

②反应达到平衡后，若升高温度，CH₃OCH₃的浓度增大，则该反应为___反应(填“放热”或“吸热”)。

在T₂K、1.0×10⁴ kPa下，等物质的量的CO与CH₄混合气体发生如下反应：CO(g)+CH₄(g)=CH₃CHO(g)

反应速率v=v_正-v_逆=k_正p(CO)⋅p(CH₄)-k_逆p(CH₃HO)，k_正、k_逆分别为k_正、k_逆向反应速率常数，p为气体的分压(气体分压p=气体总压p_总×体积分数)。用气体分压表示的平衡常数K_P=4.5×10^-5kPa^-1，则CO的转化率为20%时，=___。

Answer

-122.7kJ/mol 5.1×10-5mol/(L⋅min) 75% 7.5×10-5 放热 0.8

【解析】

由盖斯定律 的∆H。

(2) ①设CH3OCH3的变化量为x ，则0~6.5min内反应的三段式为

恒温恒容条件下，气体的物质的量之比等于压强之比，即：：50kPa，，便可求出 min内的平均反应速率 。

恒温恒容条件下，气体的物质的量之比等于压强之比，即：：50kPa，，便可求出反应达平衡时，二甲醚的分解率；，，平衡常数，代入数据，可求出K。

升高温度，的浓度增大，说明平衡逆向移动，由此可推出正反应类型。

当反应达到平衡时，则； K、时，设起始时，则

   反应的三段式为

所以，，所以、，，代入数据便可得出结果 。

由盖斯定律有 的    ；

 的 。答案为： ；

(2) ①设CH3OCH3的变化量为x ，则0~6.5min内反应的三段式

恒温恒容条件下，气体的物质的量之比等于压强之比，即：：50kPa，， min内的平均反应速率 ；

恒温恒容条件下，气体的物质的量之比等于压强之比，即：：50kPa，，反应达平衡时，二甲醚的分解率，，，平衡常数。答案为： ；；；

升高温度，的浓度增大，说明平衡逆向移动，所以正向反应是放热反应。

当反应达到平衡时，则； K、时，设起始时，则

   反应的三段式为

所以，，所以、，。答案为：放热；。