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        1. (2012?崇明縣二模)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產物(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反應方程式為:
          C+H2O
           高溫 
          .
           
          CO+H2
          C+H2O
           高溫 
          .
           
          CO+H2

          (2)煤的氣化過程中產生的有害氣體H2S用Na2CO3溶液吸收,生成兩種酸式鹽,該反應的化學方程式為:
          H2S+Na2CO3→NaHS+NaHCO3
          H2S+Na2CO3→NaHS+NaHCO3

          (3)利用水煤氣合成二甲醚的三步反應如下:
          ①2H2(g)+CO(g)?CH3OH(g)+90.8kJ
          ②2CH3OH(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g)+23.5kJ
          ③CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)+41.3kJ
          總反應:3H2(g)+3CO(g)?CH3OCH3(g)+CO2(g)+Q,其中Q=
          246.4
          246.4
          kJ;
          一定條件下的密閉容器中,該總反應達到平衡,要提高CO的轉化率,可以采取的措施是
          c
          c
          (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②2CH3OH(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g)在一密閉容器中進行到10min時恰好達平衡,測得各組分的濃度如下:
          物質 CH3OH CH3OCH3 H2O
          濃度/(mol?L-1 0.44 0.6 0.6
          比較此時正、逆反應速率數(shù)值(單位相同)的大小:v(甲醇)
          v(水)(填“>”、“<”或“=”).
          反應開始時c(CH3OH)=
          1.64mol?L-1
          1.64mol?L-1
          ;該時間內的平均反應速率v(CH3OH)=
          0.16mol/L?min
          0.16mol/L?min
          ;該溫度下反應的平衡常數(shù)值為
          1.86
          1.86
          .(精確到0.01)
          分析:(1)碳和水反應生成一氧化碳和氫氣,根據(jù)質量守恒定律可以書寫化學方程式;(2)根據(jù)硫化氫與碳酸鈉反應生成酸式鹽NaHS和NaHCO3書寫反應的化學方程式;(3)利用蓋斯定律計算;(4)根據(jù)方程式計算平衡常數(shù),然后利用三段式法解答;
          解答:解:(1)碳和水反應生成一氧化碳和氫氣的化學方程式為:C+H2O
           高溫 
          .
           
          CO+H2,故答案為:C+H2O
           高溫 
          .
           
          CO+H2;
          (2)H2S和H2CO3均是二元酸,它們都存在酸式鹽NaHS和NaHCO3,二者反應的化學方程式為H2S+Na2CO3=NaHS+NaHCO3,故答案為:H2S+Na2CO3→NaHS+NaHCO3;
          (3)由蓋斯定律可知,通過①×2+②+③可得所求反應方程式,則△H=-90.8kJ/mol×2-23.5kJ/mol-41.3kJ/mol=-246.4kJ/mol,一定條件下的密閉容器中,該總反應達到平衡,要提高CO的轉化率,應使平衡向正反應方向移動,可減少CO2的濃度或分離出二甲醚,由于反應放熱,升高溫度平衡向你反應方向移動,轉化率減小,催化劑不影響平衡移動,而增加CO的濃度,CO的轉化率反而減小,故答案為:246.4;c;
          (4)該反應的平衡常數(shù)表達式為:K=
          c(CH3OCH3)×c(H2O)
          c2(CH3OH)
          ,
          將所給濃度帶入平衡常數(shù)表達式:
          0.6×0.6
          0.442
          =1.86<400,故反應向正反應方向進行,正反應速率大于逆反應速率;
                               2CH3OH(g)≒CH3OCH3(g)+H2O(g)
          某時刻濃度(mol?L-1):0.44           0.6      0.6
            轉化濃度(mol?L-1):2x            x          x  
           平衡濃度(mol?L-1):0.44-2x         0.6+x      0.6+x
          K=
          (0.6+x)2
          (0.44-2x)2
          ,解得x=0.2mol/L,
          故平衡時c(CH3OH)=0.44mol/L-0.2mol/L×2=0.04mol/L,
          起始時在密閉容器中加入CH3OH,
          則起始時甲醇的濃度為0.44moL/L+0.6mol/L×2=1.64mol/L,平衡時c(CH3OH)=0.04mol/L,
          則10min轉化甲醇1.64moL/L-0.04moL/L=1.6mol/L,
          所以甲醇的反應速率為v(CH3OH)=
          1.6mol/L
          10min
          =0.16 mol/(L?min),
          故答案為:>;1.64 mol?L-1;0.16mol/L?min;1.86.
          點評:本題考查較為綜合,題目難度中等,注意“始、轉、平”是解決有關化學平衡的“三段論”解題法,當三組量一旦確定,可以解答有關平衡的平衡常數(shù)計算、轉化率、反應速率、平衡時成分的體積分數(shù)等的關鍵.
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