下图是煤化工产业链的一部分，试运用所学知识，解决下列问题:I.已知该产业链中某反应的平衡常数表达式为:K＝，它...

问题详情：

下图是煤化工产业链的一部分，试运用所学知识，解决下列问题:

I.已知该产业链中某反应的平衡常数表达式为:K＝，它所对应反应的化学方程式为                                             。

II.二*醚(CH3OCH3)在未来可能替代柴油和液化气作为洁净液体燃料使用，工业上以CO和H2为原料生产CH3OCH3。工业制备二*醚在催化反应室中(压力2.0～10.0Mpa，温度230～280℃)进行下列反应:

CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)            △H1＝－90.7kJ·mol－1

2CH3OH(g) CH3OCH3(g)＋H2O(g)                               △H2＝－23.5kJ·mol－1

CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)   △H3＝－41.2kJ·mol－1

(1)催化反应室中总反应的热化学方程式为                   。

830℃时反应③的K＝1.0，则在催化反应室中反应③的K      1.0(填“＞”、“＜”或“＝”)。

(2)在某温度下，若反应①的起始浓度分别为:c(CO)＝1 mol/L，c(H2)＝2.4 mol/L，5 min后达到平衡，CO的转化率为50％；若反应物的起始浓度分别为:c(CO)＝4 mol/L，c(H2)＝a mol/L，达到平衡后，c(CH3OH)＝2 mol/L，则a＝         mol/L。

(3)反应②在t℃时的平衡常数为400，此温度下，在0.5L的密闭容器中加入一定的*醇，反应到某时刻测得各组分的物质的量浓度如下:

①此时刻v正    v逆(填“大于”“小于”或“等于”)

②平衡时二*醚的物质的量浓度是                     。

(4)以二*醚、空气、KOH 溶液为原料，以石墨为电极可直接构成燃料电池，则该电池的负极反应式为                    ；若以1.12L/min(标准状况)的速率向电池中通入二*醚，用该电池电解500mL2mol/L CuSO4溶液，通电0.50 min后，计算理论上可析出金属铜的质量为                。

【回答】

【*】I. C(s) + H2O(g)  CO(g)+H2(g)

II. (1)3CO(g)＋3H2(g)  CH3OCH3(g) ＋CO2(g)  △H1＝－246.1kJ·mol－1   大于

(2)5.4

(3) 大于    1.6mol/L

(4)CH3OCH3 -12e-+16OH -2+11H2O     9.6g

【解析】本题主要考查的是热化学方程式和化学平衡的计算。

I.因为K＝，所以该反应的方程式为：C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g)，注意C为固态，不列入平衡常数表达式，故*为：C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g)；

II. (1)依据盖斯定律将方程式变形①´2+②+③得3CO(g)＋3H2(g)  CH3OCH3(g) ＋CO2(g)  △H＝△H1´2+△H2+△H3=－246.1kJ·mol－1，反应③为放热反应降低温度平衡正向移动K值增大，830℃时反应③的K＝1.0，则在催化反应室中温度为230~280℃，所以K值增大，K>1.0，故*为：3CO(g)＋3H2(g)  CH3OCH3(g) ＋CO2(g)；△H1＝－246.1kJ·mol－1；大于。

(2)

K===

因为温度相同，所以改变初始浓度后平衡常数不变

K===    a=5.4mol/L

故*为：a=5.4mol/L。

(3) Qc===2.4   K=400，Qc<K，平衡向正反应方向，v正>v逆

设生成的二*醚的物质的量浓度x。

K===400       x=0.36，c(CH3OCH3)=1.24+0.36=1.6。

故*为：1.6mol/L。

(4)二*醚、空气、KOH溶液为原料，总电池反应方程式为：

CH3OCH3+3O2+4OH-2+5H2O    ①

正极电极反应式为：3O2+6 H2O+12e-   12OH-     ②

①-②得：CH3OCH3-12e-+16OH-2+11H2O

n(CH3OCH3)=1.12L/min´0.5min¸22.4L/mol=0.025mol

n(Cu2+)=0.5L´2mol/L=1mol

理论上可以析出9.6g铜。

故*为：CH3OCH3 -12e-+16OH -2+11H2O；9.6g。

知识点：化学反应速率 化学平衡

题型：综合题