Question

【題目】甲醚（CH3OCH3）被稱為21世紀的新型燃料，它清潔、高效、具有優良的環保性能，甲醚是一種無色氣體，具有輕微的醚香味，其燃燒熱為1455kJ·mol-1。

（1）寫出甲醚燃燒的熱化學方程式____；已知H2(g)和C(s)的燃燒熱分別是285.8kJ·mol-1、393.5kJ·mol-1；計算反應：4C(s)+6H2(g)+O2(g)=2CH3OCH3(g)的反應熱為____。

（2）工業上利用H2和CO2合成二甲醚的反應如下：6H2(g)+2CO2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)△H＜0

①一定溫度下，在一個固定體積的密閉容器中進行該反應。下列能判斷反應達到化學平衡狀態的是____

a．c（H2）與c（H2O）的比值保持不變

b．單位時間內有2mol H2消耗時，有1molH2O生成

c．容器中氣體密度不再改變

d．容器中氣體壓強不再改變

②溫度升高，該化學平衡移動后，達到新的平衡，CH3OCH3的產率將___（填“變大”、“變小”或“不變”）

Answer 1

【答案】CH3OCH3(g)+3O2(g)＝2CO2(g)+3H2O(l) △H＝－1455kJ/mol 338.8 kJ/mol ad 變小

【解析】

(1)依據燃燒熱的含義，結合書寫方法寫出熱化學方程式；依據燃燒熱寫出熱化學方程式，結合蓋斯定律計算得到所需熱化學方程式和對應焓變；
(2)①反應達到平衡狀態時，正逆反應速率相等，平衡時各種物質的物質的量、濃度、含量等不再發生變化，以及由此衍生的其它量不變，可由此進行判斷。
②根據反應放熱，結合溫度對平衡的影響作答。

(1)甲醚完全燃燒生成二氧化碳和液態水，因燃燒熱為1455kJ/mol，則甲醚燃燒的熱化學方程式為：CH3OCH3(g)+3O2(g)＝2CO2(g)+3H2O(l) △H＝－1455kJ/mol；

H2(g)和C(s)的燃燒熱分別是285.8kJmol1、393.5kJmol1，由此寫出熱化學方程式：

①H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) △H1=285.8 kJ/mol；

②C(s)+O2(g)=CO2(g) △H2=393.5 kJ/mol；

③CH3OCH3(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) △H3=1455kJ/mol；

依據蓋斯定律計算①×3+②×2③得到反應熱化學方程式為：2C(s)+3H2(g)+1/2O2(g)═CH3OCH3(g) △H=169.4 kJ/mol；

則4C(s)+6H2(g)+O2(g)═2CH3OCH3(g) △H=338.8 kJ/mol；

故答案為：CH3OCH3(g)+3O2(g)＝2CO2(g)+3H2O(l) △H＝－1455kJ/mol；338.8 kJ/mol；

(2)①a.在反應達平衡前，c(H2)與c(H2O)的比值在變小，故當c(H2)與c(H2O)的比值保持不變時，能說明反應達平衡；

b.單位時間內有2mol H2消耗時一定會有1mol H2O生成，故不能作為平衡的標志；

c.該反應的反應物和生成物全是氣體，根據質量守恒可知，在反應過程中氣體的質量一直不變，而又是恒容的容器，即氣體體積不變，故氣體密度ρ=m/V一直不變，故密度不變不能作為平衡的標志；

d.此反應是氣體的物質的量有改變的反應，即在平衡之前，容器中氣體的物質的量和壓強在變化，故當壓強不變時，說明反應達平衡；

故答案為：ad；

②反應放熱，故升高溫度，平衡向逆反應方向移動，故CH3OCH3的產率將變小，故答案為：變小。