Question

二甲醚是一種重要的清潔燃料，工業(yè)上可利用煤的氣化產(chǎn)物（水煤氣）合成二甲醚．
（1）煤的氣化的主要化學(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：
①2H₂（g）+CO（g）?CH₃OH（g）；△H=-90.8kJ?mol^-1
②2CH₃OH（g）?CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）；△H=-23.5kJ?mol^-1
③CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）；△H=-41.3kJ?mol^-1
總反應(yīng)：3H₂（g）+3CO（g）?CH₃OCH₃（g）+CO₂ （g）的△H=

 

；
一定條件下的密閉容器中，要提高CO的轉(zhuǎn)化率，可以采取的措施是

 

（填字母代號(hào)）．
a．高溫高壓          b．加入催化劑        c．減少CO₂的濃度
d．增加CO的濃度    e．分離出二甲醚
（4）①已知汽缸中生成NO的反應(yīng)為：N₂（g）+O₂（g）?2NO（g）△H＞0汽車啟動(dòng)后，汽缸溫度越高，單位時(shí)間內(nèi)NO排放量越大，原因是

 

．
②有人設(shè)想按下列反應(yīng)除去汽車燃油不完全燃燒時(shí)產(chǎn)生CO：2CO（g）=2C（s）+O₂（g）已知該反應(yīng)的△H＞0，簡(jiǎn)述該設(shè)想能否實(shí)現(xiàn)的依據(jù)：

 

．
③目前，在汽車尾氣系統(tǒng)中裝置催化轉(zhuǎn)化器可減少CO和NO的污染，該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算,化學(xué)平衡的影響因素

專題：化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,化學(xué)平衡專題

分析：（1）煤的氣化是利用煤與水蒸氣高溫條件小反應(yīng)，生成CO和H₂的過程；
（2）根據(jù)酸式鹽NaHS和NaHCO₃為書寫反應(yīng)的化學(xué)方程式；
（3）利用蓋斯定律計(jì)算；要提高CO的轉(zhuǎn)化率，應(yīng)改變條件使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，結(jié)合外界條件對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)的影響分析；
（4）①汽缸溫度越高，單位時(shí)間內(nèi)NO排放量越大，說明平衡正向進(jìn)行，溫度越高速率越快；
②依據(jù)反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的條件是△H-T△S＜0分析判斷；
③根據(jù)CO和NO反應(yīng)生成物為氮?dú)夂投�氧化碳書寫�?/div>

解答： 解：（1）煤的氣化是利用煤與水蒸氣高溫條件小反應(yīng)，生成CO和H₂的過程：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(yīng)的化學(xué)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(yīng)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(yīng)達(dá)到平衡，要提高CO的轉(zhuǎn)化率，應(yīng)使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，可減少CO₂的濃度或分離出二甲醚，由于反應(yīng)放熱，升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，轉(zhuǎn)化率減小，催化劑不影響平衡移動(dòng)，而增加CO的濃度，CO的轉(zhuǎn)化率反而減小，
故答案為：-246.4 kJ?mol^-1；c、e；
（4）①汽缸中生成NO的反應(yīng)為N₂（g）+O₂（g）?2NO（g）△H＞0，汽車啟動(dòng)后，氣缸燃燒汽油，釋放熱量，溫度越高，反應(yīng)速率加快，平衡右移，單位時(shí)間內(nèi)NO排放量越大，
故答案為：溫度升高，反應(yīng)速率加快，平衡右移；
②2CO（g）=2C（s）+O₂（g）已知該反應(yīng)的△H＞0，反應(yīng)是焓變?cè)龃�，熵變減小的反應(yīng)，△H＞0，△S＜0，則△H-T△S＞0，反應(yīng)任何溫度下都不能自發(fā)進(jìn)行；
故答案為：否；該反應(yīng)是焓增，熵減的反應(yīng)，根據(jù)△H-T?△S＞0，任何溫度下均不能自發(fā)進(jìn)行；
③汽車尾氣系統(tǒng)裝置中CO和NO反應(yīng)生成物為氮?dú)夂投�氧化碳，反�?yīng)的化學(xué)方程式為2CO+2NO

催化劑  .

2CO₂+N₂，
故答案為：2CO+2NO

催化劑  .

2CO₂+N₂；

點(diǎn)評(píng)：本題考查較為綜合，涉及化學(xué)方程式書寫、蓋斯定律應(yīng)用、影響平衡移動(dòng)的因素、汽車尾氣的處理等知識(shí)，是高考的熱點(diǎn)題型，解題時(shí)利用蓋斯定律求反應(yīng)熱注意方程式變形時(shí)，△H的符號(hào)和數(shù)值，注意影響化學(xué)平衡的因素高頻考點(diǎn)，題目難度中等．