Question

【題目】CO2的轉化一直是全球研究的熱點，其中將CO2和H2合成甲醇及甲醚(CH3OCH3)具備相對成熟的技術。工業(yè)生產(chǎn)中，有以下相關反應（熱效應都是在25℃，1.01×105Pa下測定）：

①CO2(g) + 3H2(g) CH3OH(l) + H2O(l) △H1 = -49.01KJ/mol

②2 CH3OH(l) CH3OCH3(g) + H2O(l) △H2 = -24.52KJ/mol

③CO(g) + H2O(l) CO2(g) + H2(g) △H3 = -41.17KJ/mol

(1)工業(yè)上用CO2和H2合成二甲醚的熱化學方程式為________________。

(2)反應②的平衡常數(shù)表達式K=__________________，在一定條件下反應②達到平衡狀態(tài)，CH3OCH3的濃度為c1，若此時體積壓縮為原來的一半，再次平衡時的濃度c2,則c2__________c1（填“>”、“<”或“=”）

(3)在一常溫恒容的密閉容器中，放入一定量的甲醇如②式建立平衡，以下說發(fā)正確并可以作為該反應達到平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)為________。

A．容器內氣體相對分子質量保持不變；

B．容器內氣體壓強不變；

C．相同時間內消耗甲醇的量是消耗二甲醚的兩倍；

D．甲醇和二甲醚物質的量相等

Answer 1

【答案】2CO2(g)+6H2(g)=CH3OCH3(g)+3H2O(l) △H = —122.54KJ/mol K=C(CH3OCH3) = BC

【解析】

（1）已知①CO2(g) + 3H2(g) CH3OH(l) + H2O(l) △H = -49.01kJ/mol

②2CH3OH(l) CH3OCH3(g) + H2O(l) △H = -24.52kJ/mol

則根據(jù)蓋斯定律可知①×2+②即得到工業(yè)上用CO2和H2合成二甲醚的熱化學方程式為2CO2(g) + 6H2(g) CH3OCH3(g) + 3H2O(l) △H = -122.54kJ/mol。

（2）根據(jù)方程式可知反應②的平衡常數(shù)表達式K=C(CH3OCH3)；體積壓縮為原來的一半，再次平衡時c2=c1。

（3）A．容器內氣體只有二甲醚，相對分子質量一直保持不變，A錯誤；B．正反應體積增加，容器內氣體壓強不變說明反應達到平衡狀態(tài)，B正確；C．相同時間內消耗甲醇的量是消耗二甲醚的兩倍，說明正逆反應速率相等，達到平衡狀態(tài)，C正確；D．甲醇和二甲醚物質的量相等不能說明正逆反應速率相等，所以不能證明達到了化學平衡狀態(tài)，D錯誤，答案選BC。