Question

【題目】二甲醚（CH3OCH3）被稱為21世紀(jì)的新型燃料，25℃,101kPa時(shí)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(shí)燃燒放熱2910kJ。

（1）寫出二甲醚燃燒熱的熱化學(xué)方程式_______________________________________________；當(dāng)燃燒放出582kJ熱量時(shí)，轉(zhuǎn)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(jì)算反應(yīng)4C（s）+6H2（g）+O2（g）═2CH3OCH3（g）的反應(yīng)熱為______________________________；

（3）工業(yè)上利用H2和CO2合成二甲醚的反應(yīng)如下：

6H2（g）+2CO2（g） CH3OCH3（g）+3H2O（g）△H＜0

①一定溫度下，在一個(gè)固定體積的密閉容器中進(jìn)行該反應(yīng)．下列能判斷反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是______________________________（選填字母編號(hào)）

A. c（H2）與c（H2O）的比值保持不變

B．單位時(shí)間內(nèi)有2mol H2消耗時(shí)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(qiáng)不再改變

E．反應(yīng)產(chǎn)生的熱量不再變化

②溫度升高，該化學(xué)平衡移動(dòng)后到達(dá)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(zhì)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(shí)所放出的熱量，92g氣態(tài)二甲醚的物質(zhì)的量是2mol，25℃，101kPa時(shí)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(xué)方程式為CH3OCH3（g）+ 3O2（g）= 2CO2（g）+ 3H2O（l）△H =﹣1455 kJ/mol；當(dāng)燃燒放出582kJ熱量時(shí)，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(yīng)消耗3mol氧氣，轉(zhuǎn)移12mol電子，因此反應(yīng)中轉(zhuǎn)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(guān)的熱化學(xué)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(yīng)熱化學(xué)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(dāng)可逆反應(yīng)的正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等時(shí)（但不為0），反應(yīng)體系中各種物質(zhì)的濃度或含量不再發(fā)生變化的狀態(tài)，稱為化學(xué)平衡狀態(tài)。A、氫氣是反應(yīng)物，水蒸氣是生成物，因此當(dāng)c（H2）與c（H2O）的比值保持不變時(shí)可以說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，A正確；b、根據(jù)方程式可知單位時(shí)間內(nèi)有2mol H2消耗時(shí)一定有1mol H2O生成，因此不能據(jù)此說(shuō)明達(dá)到平衡狀態(tài)，B錯(cuò)誤；C、密度是混合氣的質(zhì)量和容器容積的比值，在反應(yīng)過(guò)程中質(zhì)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(shuō)明達(dá)到平衡狀態(tài)，C錯(cuò)誤；D、正方應(yīng)是壓強(qiáng)減小的可逆反應(yīng)，因此當(dāng)容器中氣體壓強(qiáng)不再改變是能說(shuō)明達(dá)到平衡狀態(tài)，D正確；E．反應(yīng)產(chǎn)生的熱量不再變化說(shuō)明正逆反應(yīng)速率相等，達(dá)到了化學(xué)平衡狀態(tài)，E正確，答案選ADE；②正方應(yīng)是放熱反應(yīng)，因此溫度升高，該化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，到達(dá)新的平衡，CH3OCH3的產(chǎn)率將變小。混合氣的平均相對(duì)分子質(zhì)量是混合氣的質(zhì)量和混合氣的總的物質(zhì)的量的比值，質(zhì)量不變，物質(zhì)的量增大，則混合氣體的平均式量將變小。