Question

【題目】二甲醚是一種重要的化工原料，利用水煤氣（CO、H2）合成二甲醚是工業上的常用方法，該方法由以下幾步組成： 2H2（g）+CO（g）CH3OH（g）△H=﹣90.0kJmol﹣1①
2CH3OH（g）CH3OCH3（g）+H2O（g）△H=﹣24.5kJmol﹣1②
CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g）△H=﹣41.1kJmol﹣1③
（1）下列說法正確的是
A.反應①的△S＜0、△H＜0，所以能在較低溫度下自發進行．
B.反應③的H2O與CO的生成速率之比為1：1時，表示該反應已經達到平衡狀態
C.反應②屬于加成反應
（2）反應①合成的甲醇在工業上可以用作燃料電池，請寫出甲醇燃料電池（KOH溶液）負極電極反應式 ．
（3）當合成氣中CO與H2的物質的量之比恒定時，溫度、壓強對CO轉化率影響如圖1所示，圖1中A點的v（逆）B點的v（正）（填“＞”、“＜”或“=”），說明理由 ．
（4）一定溫度下，密閉容器中發生反應③，該反應的平衡常數表達式k=；水蒸氣的轉化率與 的關系如圖2，計算該溫度下反應③的平衡常數K= ．

Answer 1

【答案】
（1）A
（2）CH3OH+8OH﹣﹣6e﹣═CO32﹣+6H2O
（3）＜；B點對應的溫度和壓強都比A點高，溫度升高，或壓強增大，都會加快反應速率
（4）；1
【解析】解：（1）A、反應①的△S＜0、△H＜0，根據△G=△H﹣T△S判斷：在較低溫度下自發進行，A正確；B、反應進行到任何時候H2O與CO的生成速率之比都為1：1，B錯誤；
C、反應②屬于取代反應，C錯誤；
所以答案是：A；（2）燃料電池中，負極上甲醇失電子發生氧化反應，電極反應式為：CH3OH﹣6e﹣+8OH﹣=CO32﹣+6H2O；
所以答案是：CH3OH+8OH﹣﹣6e﹣═CO32﹣+6H2O；（3）B點對應的溫度和壓強都比A點高，溫度升高，或壓強增大，都會加快反應速率，故A點的v（逆）＜B點的v（正）；
所以答案是：＜；B點對應的溫度和壓強都比A點高，溫度升高，或壓強增大，都會加快反應速率；（4）CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g）的K= ；
由圖可知， =1時水的轉化率為0.5，令水、CO的起始物質的量均為1mol，轉化的水為0.5mol，則：

	CO（g）+	H2O（g）		CO2（g）+	H2（g）
起始量（mol）：	1	1		0	0
變化量（mol）：	0.5	0.5		0.5	0.5
平衡量（mol）：	0.5	0.5		0.5	0.5

由于反應前后氣體物質的量不變，用物質的量代替濃度計算平衡常數，則平衡常數K= =1；
所以答案是： ；1．
【考點精析】利用反應熱和焓變和化學平衡的計算對題目進行判斷即可得到答案，需要熟知在化學反應中放出或吸收的熱量，通常叫反應熱；反應物轉化率=轉化濃度÷起始濃度×100%=轉化物質的量÷起始物質的量×100%；產品的產率=實際生成產物的物質的量÷理論上可得到產物的物質的量×100%．