问题 填空题

二甲醚是—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)煤的气化的主要化学反应方程式为_______________________________________。

(2)煤的气化过程中产生的有害气体用溶液吸收,生成两种酸式盐,该反应的

化学方程式为__________________________________________________________。

(3)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)的△H=             

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

________________(填字母代号)。

a.高温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

(4)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CH3OHCH3OCH3H2O
浓度/(mol•L)0.440.60.6
①比时正、逆反应速率的大小:_______(填“>”、“<”或“=”)。

②若加入CH3OH后,经l0min反应达到平衡,此时c(CH3OH)=__________;该时

间内反应速率v(CH3OH)=__________________。

答案

H2(2分)

(2)H2S+Na2CO3=NaHS+NaHCO3(2分)

(3)-246.4kJ·mol―1(2分) C、e(2分)

(3)①>(2分)②0.04mol /L(2分)0.16mol· L―1· In―1(2分)

题目分析:(1)碳和水反应生成一氧化碳和氢气的化学方程式为:C+H2OCO+H2,故答案为:C+H2OCO+H2

(2)H2S和H2CO3均是二元酸,它们都存在酸式盐NaHS和NaHCO3,二者反应的化学方程式为H2S+Na2CO3=NaHS+NaHCO3,故答案为:H2S+Na2CO3→NaHS+NaHCO3

(3)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-1×2-23.5kJ·mol-1-41.3kJ·mol-1=-246.4kJ·mol-1,一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,应使平衡向正反应方向移动,可减少CO2的浓度或分离出二甲醚,由于反应放热,升高温度平衡向你反应方向移动,转化率减小,催化剂不影响平衡移动,而增加CO的浓度,CO的转化率反而减小,故答案为:246.4;c;

(4)该反应的平衡常数表达式为:K=

将所给浓度带入平衡常数表达式:=1.86<400,故反应向正反应方向进行,正反应速率大于逆反应速率;

2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)

某时刻浓度(mol·L-1):0.44           0.6      0.6

转化浓度(mol·L-1):2x            x          x  

平衡浓度(mol·L-1):0.44-2x         0.6+x      0.6+x

K=

,解得x=0.2mol·L-1

故平衡时c(CH3OH)=0.44mol·L-1-0.2mol·L-1×2=0.04mol·L-1

起始时在密闭容器中加入CH3OH,

则起始时甲醇的浓度为0.44moL·L-1+0.6mol·L-1×2=1.64mol·L-1,平衡时c(CH3OH)=0.04mol·L-1

则10min转化甲醇1.64moL·L-1-0.04moL·L-1=1.6mol·L-1

所以甲醇的反应速率为v(CH3OH)=="0.16" mol/(L·min),

故答案为:>;1.64 mol·L-1;0.16 mol/(L·min)

问答题 简答题
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