Question

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．

Answer 1

解题思路：（1）煤的气化是利用煤与水蒸气高温条件小反应，生成CO和H₂的过程；

（2）利用盖斯定律计算；

（3）反应达到平衡，要提高CO的转化率化学平衡正向进行；

（4）依据浓度商和平衡常数比较分析反应进行的方向；依据平衡常数和化学平衡三段式列式计算得到．

（1）煤的气化是利用煤与水蒸气高温条件小反应，生成CO和H₂的过程：C+H₂O

高温

.

CO+H₂，故答案为：C+H₂O

高温

.

CO+H₂；

（2）由盖斯定律可知，通过①×2+②+③可得所求反应方程式，则△H=-90.8kJ/mol×2-23.5kJ/mol-41.3kJ/mol=-246.4kJ/mol，反应的热化学方程式3H₂（g）+3CO（g）⇌CH₃OCH₃（g）+CO₂（g）△H=-246.4kJ•mol^-1，

故答案为：3H₂（g）+3CO（g）⇌CH₃OCH₃（g）+CO₂（g）△H=-246.4kJ•mol^-1；

（3）a．由于反应放热，升高温度平衡向逆反应方向移动；

b．压强减小，平衡向逆反应方向移动；

c．减少CO₂的浓度平衡向正反应反应移动；

d．增加CO的浓度，CO的转化率反而减小；

e．分离出二甲醚平衡向正反应反应移动；

f．加入催化剂不影响平衡移动；

故答案为：c、e；

（4）表中数据分析计算Q=

c(CH3OCH3)c(H2O)

c2(CH3OH)=

0.6mol/L×0.6mol/L

(0.44mol/L)2=1.86＜400，说明反应正向进行，v_正＞v_逆；

甲醇起始量浓度为0.44+1.2=1.64mol/L．设转化的甲醇浓度为x

2CH₃OH（g）⇌CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）

起始量（ mol/L）1.64 0 0

变化量（mol/L） x 0.5x 0.5x

平衡量（mol/L） 1.64-x 0.5x 0.5x

K=

c(CH3OCH3)c(H2O)

c2(CH3OH)_⁼

(0.5x) 2

(1.64−x) 2=400，

计算得到x=1.6mol/L

若经10 min后反应达到平衡，此时c（CH₃OH）=0.04 mol/L．

故答案为：＞；0.04 mol/L．

点评：

本题考点： 煤的干馏和综合利用；热化学方程式；化学平衡的影响因素．

考点点评： 本题考查热化学方程式和盖斯定律的分析应用，化学平衡的有关知识和化学计算，本题难度不大，做题时注意平衡三段式的应用．