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物（水煤氣）合成二甲醚．
（1）煤的氣化的主要化學反應方程式為：

 

．
（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：

 

．
（3）利用水煤氣合成二甲醚的三步反應如下：
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：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的轉化率，可以采取的措施是

 

（填字母代號）．
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的反應為：N₂（g）+O₂（g）?2NO（g）△H＞0汽車啟動后，汽缸溫度越高，單位時間內NO排放量越大，原因是

 

．
②有人設想按下列反應除去汽車燃油不完全燃燒時產生CO：2CO（g）=2C（s）+O₂（g）已知該反應的△H＞0，簡述該設想能否實現(xiàn)的依據：

 

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

 

．

Answer 1

考點：用蓋斯定律進行有關反應熱的計算,化學平衡的影響因素

專題：化學反應中的能量變化,化學平衡專題

分析：（1）煤的氣化是利用煤與水蒸氣高溫條件小反應，生成CO和H₂的過程；
（2）根據酸式鹽NaHS和NaHCO₃為書寫反應的化學方程式；
（3）利用蓋斯定律計算；要提高CO的轉化率，應改變條件使平衡向正反應方向移動，結合外界條件對化學平衡移動的影響分析；
（4）①汽缸溫度越高，單位時間內NO排放量越大，說明平衡正向進行，溫度越高速率越快；
②依據反應自發(fā)進行的條件是△H-T△S＜0分析判斷；
③根據CO和NO反應生成物為氮氣和二氧化碳書寫；

解答： 解：（1）煤的氣化是利用煤與水蒸氣高溫條件小反應，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，升高溫度平衡向逆反應方向移動，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 kJ?mol^-1；c、e；
（4）①汽缸中生成NO的反應為N₂（g）+O₂（g）?2NO（g）△H＞0，汽車啟動后，氣缸燃燒汽油，釋放熱量，溫度越高，反應速率加快，平衡右移，單位時間內NO排放量越大，
故答案為：溫度升高，反應速率加快，平衡右移；
②2CO（g）=2C（s）+O₂（g）已知該反應的△H＞0，反應是焓變增大，熵變減小的反應，△H＞0，△S＜0，則△H-T△S＞0，反應任何溫度下都不能自發(fā)進行；
故答案為：否；該反應是焓增，熵減的反應，根據△H-T?△S＞0，任何溫度下均不能自發(fā)進行；
③汽車尾氣系統(tǒng)裝置中CO和NO反應生成物為氮氣和二氧化碳，反應的化學方程式為2CO+2NO

催化劑  .

2CO₂+N₂，
故答案為：2CO+2NO

催化劑  .

2CO₂+N₂；

點評：本題考查較為綜合，涉及化學方程式書寫、蓋斯定律應用、影響平衡移動的因素、汽車尾氣的處理等知識，是高考的熱點題型，解題時利用蓋斯定律求反應熱注意方程式變形時，△H的符號和數值，注意影響化學平衡的因素高頻考點，題目難度中等．