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工业上可利用煤的气化产物(CO和H2)合成二甲醚(CH3OCH3)同时生成二氧化碳,其三步反应如下:①2H2(g)+CO(g)⇌CH3OH(g)△H=-90.8kJ•mol-1②2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g)△H=-23.5kJ•mol-
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更新时间:2024-04-25 13:39:34
问题描述:

工业上可利用煤的气化产物(CO和H2)合成二甲醚(CH3OCH3)同时生成二氧化碳,其三步反应如下:

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

(1)总合成反应的热化学方程式为______.

(2)一定条件下的密闭容器中,上述总反应达到平衡时,要提高CO的转化率,可以采取的措施是______(填字母代号).

A.高温高压 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

(3)已知反应②2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g)在某温度下的平衡常数K=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表格:

物质CH3OHCH3OCH3H2O
c/mol•L-10.440.600.60
此时,v(正)______ v(逆)(填“>”、“<”或“=”);达到平衡后,CH3OCH3的物质的量浓度是______.

曹建荣回答:
  (1)已知   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   据盖斯定律,①×2+②+③得:3H2(g)+3CO(g)⇌CH3OCH3(g)+CO2(g)△H=-246.4 kJ•mol-1   故答案为:3H2(g)+3CO(g)⇌CH3OCH3(g)+CO2(g)△H=-246.4 kJ•mol;   (2)A、因△H<0,升温时平衡逆向移动,CO的转化率降低,故A错误;   B、加入催化剂能同等程度地加快正逆反应速率,平衡不发生移动,故B错误;   C、减少生成物的浓度,平衡正向移动,能增大CO的转化率,故C正确;   D、增大CO的浓度,平衡虽然正向移动,但CO的转化率降低,故D错误;   E、减少生成物的浓度,平衡正向移动,能增大CO的转化率,故E正确.   故答案为:CE;   (3)此时的Qc=c(CO
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