二甲醚是一种清洁能源，用水煤气制取二甲醚的原理如下：

二甲醚是一种清洁能源，用水煤气制取二甲醚的原理如下：

I. CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)

II. 2CH3OH(g)===CH3OCH3(g)+H2O(g)

（1）300℃和500℃时，反应I的平衡常数分别为K1、K2，且K1＞K2，则其正反应为______反应（填”吸热”’或”放热”）。

（2）在恒容密闭容器中发生反应I:

①下图能正确反映体系中甲醇体积分数随温度变化情况的曲线是____（填“a”或“b”）。

②下列说法能表明反应已达平衡状态的是____（填标号）。

A.容器中气体的压强不再变化 B.混合气体的密度不再变化

C．混合气体的平均相对分子质量不再变化 D．v正(H2)=2v正(CH3OH)

（3）500K时，在2L密闭容器中充入4molCO和8molH2，4min达到平衡，平衡时CO的转化率为80%，且2c(CH3OH)=c(CH3OCH3) ，则：

①0～4min，反应I的v(H2)=______，反应I的平衡常数K=______。

②反应II中CH3OH的转化率α=_______。

【答案】

放热 a AC 0.8 mol·L-1·min-1 1.25 80%

【解析】

（1）300℃和500℃时，反应I的平衡常数分别为K1、K2，且K1＞K2，温度升高，K值减小，由K的表达式可知，平衡逆向移动，则正反应为放热反应；

（2）①在恒容密闭容器中发生反应I: CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H＜0；由图分析，升高温度平衡逆向移动，CH3OH的百分含量减小，故a曲线符合。

②A. 随反应进行，混合气体的总的物质的量减小，压强是变化量，当反应容器中气体的压强不再变化，说明反应达到平衡，A正确； B. 都为气体，容器的体积不变，混合气体的总质量不变，密度自始至终为定值，密度是不变，故B错误； C．混合气体的总质量不变，随反应进行，混合气体的总的物质的量减小，即平均相对分子质量减小，最后为定值，说明反应达到平衡，C正确；D．v正(H2)、v正(CH3OH) 方向相同，不能说明达到平衡。 选AC。

（3）某温度下，将4mol CO和8mol H2充入2L的密闭容器中，4min达到平衡，平衡时CO的转化率为80%，且2c(CH3OH)=c(CH3OCH3)

对于可逆反应：CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g） 2CH3OH(g)===CH3OCH3(g)+H2O(g)

开始（mol/L）：2 4 0 1.6 0 0

变化（mol/L）：1.6 3.2 1.6 2x x

平衡（mol/L）：0.4 0.8 1.6 1.6-2x x

(1.6-x)/x=1/2 x=0.64 即平衡时c(CH3OH)= 1.6-2x=0.32 mol/L

①0～4min，反应I的v(H2)=3.2 mol/L/4min= 0.8 mol·L-1·min-1；反应I的平衡常数K=0.32/0.4×0.82=1.25；

②反应II中CH3OH的转化率α=2x/1.6=0.64×2/1.6==80%