在温度相同的3个密闭容器中.按不同方式投入反应物.保持恒温.恒压.发生反应CH3OCH3(g)+H2O(g)?2CH3OH(g),△H=37kJ?mol-1.测得反应达到平衡时的有关数据如下: 容器甲乙丙反应物投入量 1molCH3OCH3.1molH2O 2molCH3OH 1molCH3OH CH3OH的浓度/mol?L-1 c1 c2 c 反应的能� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

在温度相同的3个密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒压，发生反应CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）?2CH₃OH（g）；△H=37kJ?mol^-1，测得反应达到平衡时的有关数据如下：

容器	甲	乙	丙
反应物投入量	1molCH₃OCH₃、1molH₂O	2molCH₃OH	1molCH₃OH
CH₃OH的浓度/mol?L^-1	c₁	c₂	c
反应的能量变化	吸收akJ	放出bkJ	放出ckJ
平衡时的体积	V₁	V₂	V₃
反应物转化率	α₁	α₂	α₃

下列说法正确的是（　　）

A．a+2c＞37

B．α₁+α₂=1

C．V₁=2V₃

D．c₁＜2c₃

分析：恒温恒压下，甲、乙、丙到达平衡为等效平衡，对应各组分的含量完全相同、浓度相同，其中甲、乙对应各组分的物质的量相等，容器的体积相同，乙、丙转化率相同，乙中物质的量为丙中对应各组分的2倍，据此结合选项计算判断；

解答：解：A．恒温恒压下，甲、丙为等效平衡，对应各组分的含量完全相同、浓度相同，令平衡时甲中甲醚为nmol，则丙中甲醚为0.5nmol，甲中吸收的热量为（1-n）×37kJ=akJ，丙中放出的热量为0.5n×37kJ=ckJ，整理得a+2c=37，故A错误；
B．恒温恒压下，甲、乙到达平衡为等效平衡，对应各组分的含量完全相同，对应各组分的物质的量相等，令甲醚的转化率为α₁，则平衡时甲醚的物质的量为（1-α₁）mol，乙中平衡时甲醚的物质的量为2α₂mol×

=α₂mol，故（1-α₁）=α₂，整理得α₁+α₂=1，故B正确；
C．甲容器投入的起始量和乙投入的起始量相当，乙容器反应物投入2molCH₃OH、丙容器反应物投入1molCH₃OH在保持恒温、恒压情况下是等效平衡，应存在V₁=V₂=2V₃，故C正确；
D．恒温恒压下，甲、乙、丙到达平衡为等效平衡，对应各组分的含量完全相同、浓度相同，c₁=c₃，故D错误；
故选BC；

点评：本题主要考查的是化学平衡中的等效平衡问题，等效平衡为在一定条件下（恒温恒容或恒温恒压），对同一可逆反应体系，起始时加入物质的物质的量不同，而达到化学平衡时，同种物质的百分含量相同，做题时注意从思路的转化．

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相关习题

科目：高中化学 来源： 题型：

在温度相同的3个密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒压，测得反应达到平衡时的有关数据如表
（已知CO（g）+2H₂（g）

CH₃OH（g）△H=-90.7kJ/mol）

容器	甲	乙	丙
反应物投入量	1molCO、2molH₂	1molCH₃OH	2molCH₃OH
CH₃OH的浓度（mol/L）	c₁	c₂	c₃
反应的能量变化	放出akJ	吸收bkJ	吸收ckJ
平衡时体积（L）	V₁	V₂	V₃
反应物转化率	α₁	α₂	α₃

下列说法正确的是（　　）

A．c₁＞c₃

B．a+b=90.7

C．2V₂＜V₃

D．α₁+α₃=1

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科目：高中化学 来源： 题型：阅读理解

二甲醚（CH₃OCH₃）被称为21世纪的新型能源，是一种高效、清洁能源．
Ⅰ．工业制备二甲醚的生产流程如下：

催化反应室中（压力2.0～10.0Mpa，温度230～280℃）发生如下反应：
①CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H=-90.7kJ/mol
②2CH₃OH（g）?CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）△H=-23.5kJ/mol
③CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）△H=-41.2kJ/mol
（1）二甲醚也可以通过天然气和CO₂合成制得，该反应的化学方程式为

3CH₄+CO₂→2CH₃OCH₃

．
（2）催化反应室中总反应3CO（g）+3H₂（g）?CH₃OCH₃（g）+CO₂（g）的△H=

-246.1kJ/mol

，830℃时反应③的K=1.0，则在催化反应室中反应③的K

＞

1.0（填“＞”、“＜”或“=”）．
（3）在温度相同的3个密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒压，发生反应②，测得反应达到平衡时的有关数据如下．

容器	甲	乙	丙
反应物投入量	1mol CH₃OCH₃、1mol H₂O	2mol CH₃OH	1mol CH₃OH
CH₃OH的浓度（mol/L）	c₁	c₂	c₃
反应的能量变化	吸收a kJ	放出b kJ	放出c kJ
平衡时体积（L）	V₁	V₂	V₃
反应物转化率	α ₁	α ₂	α ₃

下列说法正确的是

A、B、C

．（填字母序号）
A．a+2c=23.5 B．α₁+α₂=1 C．V₁＞V₃ D．c₁=2c₃
（4）上述生产流程中，可以循环使用的物质有

甲醇和水、CO和H₂

．
Ⅱ．用二甲醚-空气碱性（KOH）燃料电池作电源电解精炼粗铜（如图），在接通电路一段时间纯Cu质量增加3.2g．

（5）请写出燃料电池中的负极反应式：

CH₃OCH₃-12e^-+16OH^-=2CO₃^2-+11H₂O

．
（6）燃料电池正极消耗标准状况下空气的体积是

2.8L

（空气中O₂体积分数以20%计算）．

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科目：高中化学 来源： 题型：阅读理解

（2011?扬州三模）二甲醚与水蒸气重整制氢气作为燃料电池的氢源，比其他制氢技术更有优势．主要反应为：
①CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）?2CH₃OH（g）△H=+37kJ?mol^-1
②CH₃OH（g）+H₂O（g）?3H₂（g）+CO₂（g）△H=+49kJ?mol^-1
③CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）△H=+41.3kJ?mol^-1
其中反应③是主要的副反应，产生的CO能毒害燃料电池Pt电极．请回答下列问题：
（1）CH₃OCH₃（g）与水蒸气重整制氢气的热化学方程式为

CH₃OCH₃（g）+3H₂O（g）?6H₂（g）+2CO₂（g）△H=135kJ?mol^-1

．
（2）下列采取的措施和解释正确的是

ABD

．（填字母序号）
A．反应过程在低温进行，可减少CO的产生
B．增加进水量，有利于二甲醚的转化，并减少CO的产生
C．选择在低温具有较高活性的催化剂，有助于提高反应②CH₃OH的转化率
D．体系压强升高，对制取氢气不利，且对减少CO的产生几乎无影响
（3）在温度相同的3个密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒压，发生反应①，测得反应达到平衡时的有关数据如下．

容器	甲	乙	丙
反应物投入量	1mol CH₃OCH₃、1mol H₂O	2mol CH₃OH	1mol CH₃OH
CH₃OH的浓度（mol/L）	c₁	c₂	c₃
反应的能量变化	吸收a kJ	放出b kJ	放出c kJ
平衡时体积（L）	V₁	V₂	V₃
反应物转化率	α ₁	α ₂	α ₃

下列说法正确的是

ABC

．（填字母序号）
A．a+2c=37 B．α₁+α₂=1 C．V₁＞V₃ D．c₁=2c₃
（4）以二甲醚、空气、氢氧化钾溶液为原料，石墨为电极也可直接构成燃料电池．该电池中负极上的电极反应式是

CH₃OCH₃+16OH^--12e^-=2CO₃^2-+11H₂O

．

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科目：高中化学 来源：2012届河北省正定中学高三第三次考试化学试卷 题型：填空题

（15分）二甲醚与水蒸气重整制氢气作为燃料电池的氢源，比其他制氢技术更有优势。主要反应为：
① CH₃OCH₃(g) + H₂O(g)2CH₃OH(g)         ΔH＝+37 kJ·mol^－1
② CH₃OH(g) + H₂O(g) 3H₂(g) + CO₂(g)   ΔH＝+49 kJ·mol^－1
③ CO₂(g) + H₂(g)CO(g) + H₂O(g)         ΔH＝+41.3 kJ·mol^－1
其中反应③是主要的副反应，产生的CO能毒害燃料电池Pt电极。请回答下列问题：
（1）二甲醚可以通过天然气和CO₂合成制得，该反应的化学方程式为
                                                                。
（2）CH₃OCH₃(g)与水蒸气重整制氢气的热化学方程式为
                                                                。
（3）下列采取的措施和解释正确的是           。（填字母序号）
A．反应过程在低温进行，可减少CO的产生
B．增加进水量，有利于二甲醚的转化，并减少CO的产生
C．选择在低温具有较高活性的催化剂，有助于提高反应②CH₃OH的转化率
D．体系压强升高，对制取氢气不利，且对减少CO的产生几乎无影响
（4）在温度相同的3个密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒压，发生反应①，测得反应达到平衡时的有关数据如下。

容器	甲	乙	丙
反应物投入量	1mol CH₃OCH₃、1mol H₂O	2mol CH₃OH	1mol CH₃OH
CH₃OH的浓度（mol/L）	c₁	c₂	c₃
反应的能量变化	吸收a kJ	放出b kJ	放出c kJ
平衡时体积（L）	V₁	V₂	V₃
反应物转化率	α ₁	α ₂	α ₃

下列说法正确的是。（填字母序号）
A. a+2c="37 " B. α₁+ α₂="1"

C. V₁> V₃ D. c₁=

2c₃
（5）以二甲醚、空气、氢氧化钾溶液为原料，石墨为电极也可直接构成燃料电池。该电池中负极上的电极反应式是

。

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