Question

【題目】二甲醚（CH3OCH3）被稱為21世紀的新型燃料，25℃,101kPa時呈氣態(tài)，它清潔、高效、具有優(yōu)良的環(huán)保性能。92g氣態(tài)二甲醚25℃,101kPa時燃燒放熱2910kJ。

（1）寫出二甲醚燃燒熱的熱化學方程式_______________________________________________；當燃燒放出582kJ熱量時，轉移的電子數(shù)為_______________。

（2）已知H2（g）和C（s）的燃燒熱分別是285.8kJ/mol、393.5kJ/mo；計算反應4C（s）+6H2（g）+O2（g）═2CH3OCH3（g）的反應熱為______________________________；

（3）工業(yè)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(tài)的是______________________________（選填字母編號）

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1mol H2O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

E．反應產(chǎn)生的熱量不再變化

②溫度升高，該化學平衡移動后到達新的平衡，CH3OCH3的產(chǎn)量將_______________（填“變大”、“變小”或“不變”，下同），混合氣體的平均摩爾質量將_______________。

Answer 1

【答案】 CH3-O-CH3(g) +3O2(g)→2CO2(g)+3H20 (l) ΔH=-1455KJ/mol 4.8NA -378.8KJ/mol ADE 變小 變小

【解析】（1）燃燒熱是在一定條件下，1mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時所放出的熱量，92g氣態(tài)二甲醚的物質的量是2mol，25℃，101kPa時燃燒放熱2910kJ，因此甲醚的燃燒熱為1455 kJ/mol，則二甲醚燃燒的熱化學方程式為CH3OCH3（g）+ 3O2（g）= 2CO2（g）+ 3H2O（l）△H =﹣1455 kJ/mol；當燃燒放出582kJ熱量時，消耗二甲醚是582kJ÷1455 kJ/mol=0.4mol。根據(jù)方程式可判斷1mol二甲醚反應消耗3mol氧氣，轉移12mol電子，因此反應中轉移的電子數(shù)為4.8NA；（2）已知H2（g）和C（s）的燃燒熱分別是285.8 kJ·mol-1、393.5 kJ·mol-1，則有關的熱化學方程式為：①H2（g）+ 1/2O2（g）＝H2O（l）△H＝－285.8 kJ/mol；②C（s）+ O2（g）＝CO2（g）△H＝－393.5 kJ/mol；③CH3OCH3（g）+ 3O2（g）＝2CO2（g）+ 3H2O（l）△H＝－1455 kJ/mol，所以根據(jù)蓋斯定律可知①×3 + ②×2-③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，即4C（s）+ 6H2（g）+ O2（g）＝2CH3OCH3（g） △H＝－378.8 kJ/mol。（3）①在一定條件下，當可逆反應的正反應速率和逆反應速率相等時（但不為0），反應體系中各種物質的濃度或含量不再發(fā)生變化的狀態(tài)，稱為化學平衡狀態(tài)。A、氫氣是反應物，水蒸氣是生成物，因此當c（H2）與c（H2O）的比值保持不變時可以說明反應達到平衡狀態(tài)，A正確；b、根據(jù)方程式可知單位時間內有2mol H2消耗時一定有1mol H2O生成，因此不能據(jù)此說明達到平衡狀態(tài)，B錯誤；C、密度是混合氣的質量和容器容積的比值，在反應過程中質量和容積始終是不變的，因此容器中氣體密度不再改變不能說明達到平衡狀態(tài)，C錯誤；D、正方應是壓強減小的可逆反應，因此當容器中氣體壓強不再改變是能說明達到平衡狀態(tài)，D正確；E．反應產(chǎn)生的熱量不再變化說明正逆反應速率相等，達到了化學平衡狀態(tài)，E正確，答案選ADE；②正方應是放熱反應，因此溫度升高，該化學平衡向逆反應方向移動，到達新的平衡，CH3OCH3的產(chǎn)率將變小。混合氣的平均相對分子質量是混合氣的質量和混合氣的總的物質的量的比值，質量不變，物質的量增大，則混合氣體的平均式量將變小。