（2014•浙江模拟）二甲醚是一种重要的清洁燃料，工业上可利用煤的气化产物（水煤气）合成二甲醚．利用水煤气合成二甲醚的热
（2014•浙江模拟）二甲醚是一种重要的清洁燃料，工业上可利用煤的气化产物（水煤气）合成二甲醚．利用水煤气合成二甲醚的热化学方程式为：
3H2（g）+3CO（g）⇌CH3OCH3（g）+CO2（g）△H=-274kJ•mol-1．
（1）该反应在一定条件下的密闭容器中达到平衡后，为同时提高反应速率和二甲醚的产率，可以采取的措施是______（填字母）
A．降低温度B．加入催化剂C．缩小容器体积D．增加H2的浓度E．分离出二甲醚
（2）该反应可以分两步进行：
4H2（g）+2CO（g）═CH3OCH3（g）+H2O（g）△H1 ①
CO（g）+H2O（g）═CO2（g）+H2△H2=-42kJ•mol-1
则反应①的焓变△H1=______kJ•mol-1，熵变△S______（填“＞、＜或=”）0．
已知某些化学键的键能数据如下表所示：
CO中C与O之间为叁键连接，则CO2中碳氧键的键能是______kJ•mol-1．
（3）二甲醚也可以通过CH3OH分子间脱水制得：
2CH3OH（g）⇌CH3OCH3（g）+H2O（g）△H3=-23.5kJ•mol-1．在T1℃，恒容密闭容器中建立上述平衡，体系中各组分浓度变化如下表：
①该条件下反应平衡常数K=______．
②相同条件下，若改变起始浓度．
此时正、逆反应速率的大小：v正______（填“＞、＜或=”）v逆．
（4）二甲醚-空气是一种高效的燃料电池，在氢氧化钾溶液中，电池反应方程式为：
CH3OCH3（l）+3O2（g）+4KOH（aq）═2K2CO3（aq）+5H2O（l）
请写出负极的电极反应式：______．
3H2（g）+3CO（g）⇌CH3OCH3（g）+CO2（g）△H=-274kJ•mol-1．
（1）该反应在一定条件下的密闭容器中达到平衡后，为同时提高反应速率和二甲醚的产率，可以采取的措施是______（填字母）
A．降低温度B．加入催化剂C．缩小容器体积D．增加H2的浓度E．分离出二甲醚
（2）该反应可以分两步进行：
4H2（g）+2CO（g）═CH3OCH3（g）+H2O（g）△H1 ①
CO（g）+H2O（g）═CO2（g）+H2△H2=-42kJ•mol-1
则反应①的焓变△H1=______kJ•mol-1，熵变△S______（填“＞、＜或=”）0．
已知某些化学键的键能数据如下表所示：
| 化学键 | C-H | O-H | H-H | C-O | C≡O |
| 键能/kJ．mol-1 | 413 | 463 | 436 | 358 | 1072 |
（3）二甲醚也可以通过CH3OH分子间脱水制得：
2CH3OH（g）⇌CH3OCH3（g）+H2O（g）△H3=-23.5kJ•mol-1．在T1℃，恒容密闭容器中建立上述平衡，体系中各组分浓度变化如下表：
| 物质 | CH3OH （g） | CH3OCH3 （g） | H2O （g） |
| 起始浓度/mol．l-1 | 2 | 0.2 | 0 |
| 平衡浓度/mol．l-1 | 0.4 | 1 | 0.8 |
②相同条件下，若改变起始浓度．
| 物质 | CH3OH （g） | CH3OCH3 （g） | H2O （g） |
| 起始浓度/mol．l-1 | 0.4 | 1.2 | 0.6 |
（4）二甲醚-空气是一种高效的燃料电池，在氢氧化钾溶液中，电池反应方程式为：
CH3OCH3（l）+3O2（g）+4KOH（aq）═2K2CO3（aq）+5H2O（l）
请写出负极的电极反应式：______．
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解题思路：（1）根据外加条件对速率和平衡的影响分析；
（2）根据盖斯定律结合已知方程构建目标方程，再计算△H；根据方程式中气体的计量数的变化判断，熵的变化；根据反应物的总键能-生成物的总键能=△H计算；
（3）①根据平衡常数的含义结合表中数据计算；
②根据
与K的关系判断反应进行的方向，然后判断正、逆反应速率的大小关系；
（4）二甲醚-空气燃料电池中负极上二甲醚失电子生成碳酸根离子．
（2）根据盖斯定律结合已知方程构建目标方程，再计算△H；根据方程式中气体的计量数的变化判断，熵的变化；根据反应物的总键能-生成物的总键能=△H计算；
（3）①根据平衡常数的含义结合表中数据计算；
②根据
| c(CH3OCH3)•c(H2O) |
| c2(CH3OH) |
（4）二甲醚-空气燃料电池中负极上二甲醚失电子生成碳酸根离子．
（1）该反应在一定条件下的密闭容器中达到平衡后，为同时提高反应速率和二甲醚的产率，则速率加快而且平衡正移；
A．降低温度，反应速率减小，不符合题意，故A不选；
B．加入催化剂，速率加快，但是平衡不移动，不符合题意，故B不选；
C．缩小容器体积，压强增大，速率加快，平衡正移二甲醚的产率提高，故C选；
D．增加H2的浓度，速率加快，平衡正移二甲醚的产率提高，故D选；
E．分离出二甲醚，浓度减小，反应速率减小，不符合题意，故E不选；
故答案为：CD；
（2）已知：4H2（g）+2CO（g）═CH3OCH3（g）+H2O（g）△H1 ①
CO（g）+H2O（g）═CO2（g）+H2△H2=-42kJ•mol-1 ②
3H2（g）+3CO（g）⇌CH3OCH3（g）+CO2（g）△H=-274kJ•mol-1③
根据盖斯定律可知①+②=③，则①=③-②，所以△H1=（-274kJ•mol-1）-（-42kJ•mol-1）=-232kJ•mol-1；
由方程4H2（g）+2CO（g）═CH3OCH3（g）+H2O（g）可知反应后气体的物质的量减少，所以熵减小，即△S＜0；
已知CO（g）+H2O（g）═CO2（g）+H2△H2=-42kJ•mol-1，反应物的总键能-生成物的总键能=△H，则1072+463×2-2Q-436=-42，所以Q=802KJ；
故答案为：-232；＜；802；
（3）①K=
c(CH3OCH3)•c(H2O)
c2(CH3OH)=
0.8×1
0．42=5；
故答案为：5；
②相同条件下，若改变起始浓度，则
c(CH3OCH3)•c(H2O)
c2(CH3OH)=
1.2×0.6
0．42=4.5＜K，则反应未达到平衡状态，所以反应正向进行，则v正＞v逆；
故答案为：＞；
（4）二甲醚-空气燃料电池中负极上二甲醚失电子生成碳酸根离子，反应的电极方程式为：CH3OCH3-12e-+16OH-=2CO32-+11H2O；
故答案为：CH3OCH3-12e-+16OH-=2CO32-+11H2O．
点评：
本题考点： 化学平衡的调控作用；反应热和焓变；化学电源新型电池；化学平衡的计算．
考点点评： 本题考查了影响反应速率和平衡的因素、反应热的计算、平衡常数的计算、电极方程式的书写等，题目侧重于考查学生对所学知识的应用能力，题目综合性较大，难度中等．
1年前
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