Question

二甲醚(CH₃OCH₃)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）；△H=﹣90.8kJ•mol^﹣1

②2CH₃OH（g）═CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）；△H=﹣23.5kJ•mol^﹣1

③CO（g）+H₂O（g）═CO₂（g）+H₂（g）；△H=﹣41.3kJ•mol^﹣1

总反应：3H₂（g）+3CO（g）═CH₃OCH₃（g）+CO₂ （g） △H=___________；则该反应（       ）

A．任何温度下都能进行

B．任何温度下都不能进行

C．高温下能自发进行

D．低温下能自发进行

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__________（以上都填字母代号）．

a．高温高压      b．加入催化剂     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）某温度下的平衡常数为400．此温度下，在密闭容器中加入CH₃OH，反应到某时刻测得各组分的浓度如下：

物质	CH3OH	CH3OCH3	H2O
浓度/（mol•L^﹣1）	0.44	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若加入CH₃OH后，经10min反应达到平衡，此时c（CH₃OH）=__________．

Answer

（1）：H2S+Na2CO3═NaHS+NaHCO3；

（2）：△H=-246.4KJ·mol-1 D ce；

（3）①＞；②0.04mol/L．

【解析】

试题分析：（1）H2S用Na2CO3溶液吸收，生成两种酸式盐即生成硫氢化钠和碳酸氢钠，化学方程式为：H2S+Na2CO3═NaHS+NaHCO3；（2）根据盖斯定律分析，反应①×2+②+③即可得所求反应方程式，3H2（g）+3CO（g）═CH3OCH3（g）+CO2 （g），则△H=-90.8×2-23.5-41.3=-246.4KJ·mol-1 ，因为反应为放热反应，是熵减的反应，根据△G=△H-T△S,.0 △G<0自发进行，所以该反应在低温能自发进行，选 D。对于此反应，a、高温高压，破坏逆向移动，一氧化碳的转化率降低，错误。b、加入催化剂，反应速率加快，但平衡不移动，错误。c、减少二氧化碳的浓度，平衡正向移动，一氧化碳的转化率提高，正确。d、增加一氧化碳的浓度，平衡正向移动，但一氧化碳的转化率降低，错误。e、分离出二甲醚，平衡正向移动，一氧化碳的转化率提高，正确。所以选ce；（3）①此时Qc=0.6×0.6/0.442<400，反应向正向进行，正反应速率大于逆反应速率；②假设反应的甲醇的浓度为xmol/L，则平衡时甲醇的浓度为0.44-xmol/L，二甲醚的浓度为0.6+xmol/L,水蒸气的浓度为0.6+0.5xmol/L，则根据平衡常数计算，(0.6+0.5x)×(0.6+0.5x)/(0.44-x)2=400，解x=0.4mol/L，则平衡时甲醇的浓度为0.44-0.4=0.04mol/L。

考点：热化学方程式，化学平衡的影响因素，化学平衡状态的判断