Question

二甲醚（CH₃OCH₃）是一種高效、清潔，具有優良環保性能的新型燃料．工業上制備二甲醚時在催化反應室中（壓強2.0～10.0MPa，溫度230～280℃）進行的反應為：
①CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H₁=-90.7kJ?mol^-1，
②2CH₃OH（g）?CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）△H₂=-23.5kJ?mol^-1，
③CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）△H₃=-41.2kJ?mol^-1，
（1）催化反應室中總反應3CO（g）+3H₂（g）?CH₃OCH₃（g）+CO₂（g）的△H=

-246.1KJ/mol

．
（2）在溫度和容積不變的條件下發生反應①，能說明該反應達到化學平衡狀態的依據是

ab

（多選扣分）．
a．容器中壓強保持不變；b．混合氣體中c（CO）不變；c．v_正（CO）=v_逆（H₂）；d．c（CH₃OH）=c（CO）
（3）在2L的容器中加入amolCH₃OH（g）發生反應②，達到平衡后若再加入amolCH₃OH（g）重新達到平衡時，CH₃OH的轉化率

不變

（填“增大”、“減小”或“不變”）．
（4）850℃時在一體積為10L的容器中通入一定量的CO和H₂O（g）發生反應③，CO和H₂O（g）濃度變化如圖所示．
①0～4min的平均反應速率υ（CO）=

0.03mol/L?min

．
②若溫度不變，向該容器中加入4molCO、2molH₂O、3molCO₂（g）和3molH₂（g），起始時D正

＜

V_逆（填“＜”、“＞”或“=”），請結合必要的計算說明理由

Qc=

0.3，mol/L×0，3mol/L

0.4mol/L×0.2mol/L

=

9

8

，K=

0.12mol/L×0.12mol/L

0.08mol/L×0.18mol/L

=1，因為Qc＞K，平衡左移，V_正＜V_逆

．

Answer 1

分析：（1）依據蓋斯定律結合熱化學方程式計算得到；
（2）化學平衡的標志是正逆反應速率相同，各組分濃度不變，據此分析選項判斷；
（3）②反應前后氣體體積不變，增大壓強平衡不變；
（4）①依據化學反應速率概念結合圖象分析計算；
②依據圖象分析計算平衡常數，結合濃度商和平衡常數比較分析判斷平衡移動方向．

解答：解：（1）①CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H₁=-90.7kJ?mol^-1，
②2CH₃OH（g）?CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）△H₂=-23.5kJ?mol^-1，
③CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）△H₃=-41.2kJ?mol^-1，
依據蓋斯定律①×2+②+③：3CO（g）+3H₂（g）?CH₃OCH₃（g）+CO₂（g）的△H=-246.1KJ/mol；
故答案為：3CO（g）+3H₂（g）?CH₃OCH₃（g）+CO₂（g）的△H=-246.1KJ/mol；
（2）CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g），反應是氣體體積減小的放熱反應；
a．反應前后氣體體積變化，容器中壓強保持不變，證明反應達到平衡，故a正確；
b．平衡狀態的標志是物質濃度 保持不變，混合氣體中c（CO）不變說明反應達到平衡，故b正確；
c．依據化學方程式反應達到平衡時2v_正（CO）=v_逆（H₂）證明反應達到平衡，故C錯誤；
d．反應過程中c（CH₃OH）=c（CO）說明剩余一氧化碳和生成甲醇濃度相同，但不能證明正逆反應速率相同，故d錯誤；
故答案為：ab；
（3）在2L的容器中加入amolCH₃OH（g）發生反應②，反應前后氣體體積不變，達到平衡后若再加入amolCH₃OH（g）相當于增大壓強，平衡不變，CH₃OH的轉化率不變
故答案為：不變；
（4）①圖象分析平衡后一氧化碳濃度變化為0.2mol/L-0.08mol/L=0.12mol/L；V（CO）=

0.12mol/L

4min

=0.03mol/L?min；
故答案為：0.03mol/L?min；
②若溫度不變，向該容器中加入4molCO、2molH₂O、3molCO₂（g）和3molH₂（g），Qc=

0.3，mol/L×0，3mol/L

0.4mol/L×0.2mol/L

=

9

8

，K=

0.12mol/L×0.12mol/L

0.08mol/L×0.18mol/L

=1
因為Qc＞K，平衡左移，V_正＜V_逆
故答案為：＜；因為Qc＞K，平衡左移，所以V_正＜V_逆．

點評：本題考查了熱化學方程式和蓋斯定律的計算應用，化學平衡影響因素的分析判斷，平衡常數的計算應用，題目難度中等．