Question

（共10分）二甲醚是一種重要的清潔燃料，也可替代氟利昂作制冷劑等，對臭氧層無破壞作用。工業(yè)上可利用焦炭與水蒸氣在高溫下的反應(yīng)產(chǎn)物（水煤氣）合成二甲醚。請回答下列問題：
（1）、制水煤氣的主要化學(xué)反應(yīng)方程式為：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（2）、煤的氣化過程中產(chǎn)生的有害氣體H₂S用Na₂CO₃溶液吸收，生成兩種酸式鹽，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（3）、利用水煤氣合成二甲醚的三步反應(yīng)如下：
　�、� 2H₂(g)CO(g)CH₃OH(g)90.8 kJ
　�、� 2CH₃OH(g)CH₃OCH₃(g)H₂O(g)23.5 kJ
　�、� CO(g)H₂O(g)CO₂(g)H₂(g)41.3 kJ
　　總反應(yīng)：3H₂(g)3CO(g)CH₃OCH₃(g)CO₂(g)Q，其中Q　　　　　kJ；
　　一定條件下的密閉容器中，該總反應(yīng)達(dá)到平衡，要提高CO的轉(zhuǎn)化率，可以采取的措施是
　　　　　（填字母代號）。
a．低溫高壓                b．加入催化劑            c．減少CO₂的濃度     d．增加CO的濃度
（4）、已知某溫度下反應(yīng)②2CH₃OH(g)CH₃OCH₃(g)H₂O(g)在一密閉容器中進(jìn)行到10min時(shí)恰好達(dá)平衡，測得各組分的濃度如下：

物質(zhì)	CH3OH	CH3OCH3	H2O
濃度／(mol·L)	0.44	0.6	0.6

　　比較此時(shí)正、逆反應(yīng)速率數(shù)值（單位相同）的大�。�(甲醇)　　　(水)（填“＞”、“＜”或“＝”)。
　　反應(yīng)開始時(shí)(CH₃OH) 　　　　　；
　　該時(shí)間內(nèi)的平均反應(yīng)速率(CH₃OH)　　　　　；
　　該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)值為　　　　　。（精確到0.01）

Answer 1

（1）．C +H₂OCO +H₂   (1分)   （2）．H₂S+Na₂CO₃ →NaHS + NaHCO₃ (1分)
（3）．246.4 (2分)        a c  (2分)
（4）．＞  (1分)   1.64 mol·L^－1 (1分)        0.12mol/L·min  (1分)      1.86 (1分)

（1）碳在高溫下和水蒸氣反應(yīng)，即生成水煤氣，反應(yīng)式為C +H₂OCO +H₂ 。
（2）兩種酸式鹽分別是NaHS和 NaHCO₃，所以方程式為H₂S+Na₂CO₃ →NaHS + NaHCO₃。
（3）.根據(jù)蓋斯定律可知，①×2＋②＋③即得到3H₂(g)3CO(g)CH₃OCH₃(g)CO₂(g)Q，所以Q＝90.8 kJ×2＋23.5 kJ＋41.3 kJ＝246.4kJ。由于正反應(yīng)是體積減小的、放熱的可逆反應(yīng)，所以a正確。催化劑不能改變平衡狀態(tài)，b不正確，才是降低生成物的濃度，平衡向正反應(yīng)方向移動，正確。d中平衡雖然向正反應(yīng)方向移動，但CO的轉(zhuǎn)化率是降低的，不正確。
（4）.根據(jù)水利之比是相應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比可知，甲醇的反應(yīng)速率大于水蒸氣的反應(yīng)速率。平衡時(shí)生成水蒸氣是0.6mol/L的，則消耗甲醇是1.2mol/L的，所以開始是甲醇的濃度是1.2mol/L＋0.44mol/L＝1.64mol/L。平衡常數(shù)是反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，生成物濃度的冪之積和反應(yīng)物濃度的冪之積的比值，所以是