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题目
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(14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。
(1)利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下:
① 2H2(g) + CO(g)  CH3OH(g);ΔH =-90.8 kJ·mol1
② 2CH3OH(g)  CH3OCH3(g) + H2O(g);ΔH=-23.5 kJ·mol1
③ CO(g) + H2O(g)  CO2(g) + H2(g);ΔH=-41.3 kJ·mol1
总反应:3H2(g) + 3CO(g)  CH3OCH3(g) + CO2 (g)的ΔH= ___________;
(2)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·L1
0.44
0.6
0.6
①比较此时正、逆反应速率的大小:v ______ v(填“>”、“<”或“=”)。
②若加入CH3OH后,经10 min反应达到平衡,此时c(CH3OH) = _________;该时间内反应速率v(CH3OH) = __________。
(3)在溶液中,反应A+2BC分别在三种不同实验条件下进行,它们的起始浓度均为。反应物A的浓度随时间的变化如下图所示。

请回答下列问题:
与①比较,②和③分别仅改变一种反应条件。所改变的条件和判断的理由是:
②_______________;______________________________________________;
③_______________________________________________;
该反应的_________0,判断其理由是__________________________________;
答案
(1) -246.4kJ·mol -1   (2) ①> ②0.04 mol·L-1    0.16 mol·L-1·min-1
(3)②加催化剂;达到平衡的时间缩短,平衡时A的浓度未变
③温度升高;达到平衡的时间缩短,平衡时A的浓度减小
﹥;升高温度向正方向移动,故该反应是吸热反应
解析
(1)考查盖斯定律的应用。观察目标方程式可知,①×2+②+③,即得到3H2(g) + 3CO(g)  CH3OCH3(g) + CO2 (g),故H=2H1+H2+H3="-246.4kJ·" mol -1
(2)此时的浓度商Q==1.86<400,反应未达到平衡状态,向正反应方向移动,故;设平衡时生成物的浓度为0.6+x,则甲醇的浓度为(0.44-2x)有:400=,解得x=0.2 mol·L-1,故0.44 mol·L-1-2x=0.04 mol·L-1
由表可知,甲醇的起始浓度度为(0.44+1.2) mol·L-1="1.64" mol·L-1,其平衡浓度为0.04 mol·L-1
10min变化的浓度为1.6 mol·L-1,故(CH3OH)="0.16" mol·L-1·min-1
(3)②使用了(正)催化剂;理由:因为从图像可看出,两者最终的平衡浓度相同,即最终的平衡状态相同,而②比①所需要的时间短,显然反应速率加快了,故由影响反应速率和影响平衡的因素可知是加入(正)催化剂;③升高温度;理由:因为该反应是在溶液中进行的反应,所以不可能是改变压强引起速率的改变,又由于各物质起始浓度相同,故不可能是改变浓度影响反应速率,再由于③和①相比达平衡所需时间短,平衡时浓度更小,故不可能是改用催化剂,而只能是升高温度来影响反应速率的
③由③和①进行对比可知升高温度后A的平衡浓度减小,即A的转化率升高,平衡向正方向移动,而升温是向吸热的方向移动,所以正反应是吸热反应,﹥0。
核心考点
试题【(14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。(1)利用水煤气合成二甲醚的三】;主要考察你对反应速率与平衡的有关计算等知识点的理解。[详细]
举一反三
(6分)如图所示,向A中充入 1mol X和1mol Y,向B中充入 2mol X和2mol Y,
起始时VA=VB="aL" 。在相同温度和有催化剂存在的条件下,两容器各自发生下列反应:X + Y  2Z + W;正反应为放热反应,(四物质均为气体)。达到平衡时。VA="1.2a" L,试回答:  (A在的活塞可移动)  
 
_      A               B
(1)A中的X的转化率 αA=__________;
(2)A、B中X的转化率α______αB  (填“>、=、<”)
(3)打开K,一段时间后又达到平衡时,A 的体积为_______ L(连通管中的气体体积不计)
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(10分)在一体积为10 L的容器中,通入一定量的CO和H2O,在850℃时发生如下反应:
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH<0
(1)CO和H2O浓度变化如下图,则0~4 min的平均反应速率v(CO)=________mol/(L·min).t1℃时物质浓度(mol/L)的变化

时间/min
CO
H2O
CO2
H2
0
0.200
0.300
0
0
2
0.138
0.238
0.062
0.062
3
C1
C2
C3
C3
4
C1
C2
C3
C3
5
0.116
0.216
0.084
 
6
0.096
0.266
0.104
 
 
(2)t1℃(高于850℃)时,在相同容器中发生上述反应,容器内各物质的浓度变化如上表.
①表中3 min~4 min 之间反应处于________状态;c1________0.08 mol/L(填“>”“<”或“=”).
②反应在4 min~5 min间,平衡向逆方向移动,可能的原因是________(单选),表中5 min~6 min之间数值发生变化,可能的原因是________(单选).
a.增加水蒸气    b.降低温度        c.使用催化剂          d.增加氢气浓度
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(4分)恒温恒压下,向某可变容积的密闭容器中充入3 L A和2 L B,发生如下反应:3A(g)+2B(g) xC(g)+yD(g),达到平衡时C的体积分数为m%,若维持温度、压强不变,将0.6 L A、0.4 L B、4 L C、0.8 L D作为起始物质充入密闭容器内,达到平衡时C的体积分数仍为m%,则x=________,y=________.
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下列不可能属于可逆反应的是
A.氯气与水反应生成盐酸与次氯酸
B.在一定条件下可以生成,同时又可分解为
C.电解水生成,氢气和氧气转化成
D.溶于水和分解

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(11分)在2L密闭容器内,800℃时反应:2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)体系中,n(NO)随时间的变化如表:
时间(s)
0
1
2
3
4
5
n(NO)(mol)
0.020
0.01
0.008
0.007
0.007
0.007
(1)达平衡的时间是     ,理由是                                      
(2)右图中表示NO2的变化的曲线是             。用O2表示从0~2 s内该反应的平均速率v=                  

(3)能说明该反应已达到平衡状态的是             
a.v(NO2) = 2v(O2)             b.容器内各物质的浓度保持不变
c.v(NO) = 2v(O2)          d.达到化学平衡时,NO将完全转化为NO2
(4)能增大该反应的反应速率是         
a.及时分离除NO2气体          b.适当升高温度 
c.增大O2的浓度               d.选择高效催化剂
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