题目内容

生物质资源是一种污染小的可再生能源，可由其制得多种化工原料，如甲醛、甲醇和二甲醚等．
（1）甲醛溶液可用于浸制生物标本，这主要是利用了甲醛的何种化学性质
 
．
（2）由生物质能获得的CO和H2，可以合成多种有机物．当CO和H2以物质的量1：1催化反应，其原子利用率达100%，合成的物质可能是
 
．
a．汽油    b．甲醇    c．甲醛    d．乙酸
（3）工业上合成甲醇的反应：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H=-90.8kJ/mol．
若在温度、容积相同的3个密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，测得
反应达到平衡时的有关数据如下：
1．容器 2．甲 3．乙 4．丙
5．反应物投入量 6.1molCO、2molH2 7．l molCH3OH 8.2molCO、4molH2
9．CH30H昀浓度（mol/L） 10．cl 11．c2 12．c3
13．反应的能量变化 14．放出Q1kJ 15．吸收Q2kJ 16．放出Q3kJ
17．平衡常数 18．Kl 19．K2 20．K3
21．反应物转化率 22．al 23．a2 24．a3
下列说法正确的是
 
．
A．cl=c2    B.2Q1=Q3  C．KI=K3    D．a2+a3＜100%
（4）一定温度和压强下，CO和H2催化合成二甲醚的反应为：
3H2 （g）+3CO （g）      CH3OCH3 （g）+CO2（g）
若一体积可变的密闭容器中充入3mol H2、3molCO、l mol CH3OCH3、l mol CO2，经一定时间达到平衡，并测得平衡时混合气体密度是同温同压下起始时的1.6倍．平衡时
n（CH3OCH3）=
 
mol．反应开始时正、逆反应速率的大小：v（正）
 
v（逆）（填‘‘＞’’、“＜”或“=”），理由是
 
．
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（5）如图1为绿色电源“直接二甲醚燃料电池”的工作原理示意图．b电极是
 
极，a电极的反应式为
 
．
（6）利用生物质资源过程中会产生SO2，可利用如图2所示装置，用电化学原理生产硫酸为稳定持续生产，硫酸溶液的浓度应维持不变，则通入SO2和水的质量比为
 
．
分析：（1）根据甲醛能够使蛋白质变性进行判断；
（2）根据质量守恒定律和化合反应的定义和特点判断，主要是利用反应前后原子的种类不变，其数目必保持不变分析判断；
（3）A．根据甲和乙属于等效平衡进行分析；
B．增大压强平衡向体积减小的方向移动；
C．平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数相同；
D．丙的物质的量大于甲，丙中反应物转化率大于甲；
（4）反应前后气体总质量不变，密度增大，说明平衡向着正向移动；设出生成甲醚的物质的量为x，根据差量法计算出生成甲醚的物质的量，再计算出反应后甲醚的总物质的量；
（5）根据原电池工作原理分析：负极失电子，正极得电子；根据电极及原电池原料写出电极反应；
（6）根据SO2、O2和水形成硫酸溶液的浓度为50%，求出SO2和水的质量比．
解答：解：（1）甲醛能够使蛋白质变性，所以甲醛溶液可用于浸制生物标本，
故答案为：使蛋白质变性；
（2）“绿色化学”能实现零排放，即反应物中的原子利用率达到100%，也就是说反应类型一般是化合反应，且反应后产物中的各原子数目比不变，CO和H2在一定条件下按照不同的比例反应，可假定反应时的化学计量数之比为1：1，则只要各选项中的化学式能化为形式（CO）n（H2）n，都是正确的；汽油是混合物，甲醇（CH4O）可变为（CO）1（H2）2，甲醛（CH2O）可变为（CO）1（H2）1，乙酸（C2H4O2）可变为（CO）2（H2）2，所以cd正确，
故选cd；
（3）A．1molCO、2molH2与1mol CH3OH的等效的，平衡时CH3OH的浓度c1=c2，故A正确；
B．丙的反应物投入量是甲的二倍，容积相同，压强比甲大，平衡向右进行，放出的热量2Q1＜Q3，故B错误；
C．平衡常数只与温度有关，温度相同，平衡常数相同，故C正确；
D．根据分析可知，a1+a2=100%，由于丙中物质的量增大，压强增大，反应物的转化率大于甲的，即a3＞a1，a3+a2＞100%，故D错误，
故选ac；
（4）反应前后气体总质量不变，同温、同压下，达到平衡时，气体密度增大，即气体体积缩小，反应向着正向移动，正反应速率大于逆反应速率；平衡时混合气体密度是同温同压下起始时的1.6倍，则总物质的量变为原先的
1
1.6
，总物质的量为8×
1
1.6
=5mol，反应前后减少：（3+3+1+1-5）mol=3mol，设反应生成甲醚xmol
3H2（g）+3CO（g）?CH3OCH3（g）+CO2（g）△n（减少）
                    1                        4
                    x                       3mol
 则：4x=3×1
解得：x=0.75，
平衡时甲醚的物质的量为：n（CH3OCH3）=1mol+0.75mol=1.75mol，
故答案为：1.75；＞；反应前后气体总质量不变，同温、同压下，达到平衡时，气体密度增大，即气体体积缩小，平衡正移；
（5）根据图1可知，氧气得电子，化合价降低，则b电极是正极；在a电极二甲醚与水反应生成二氧化碳和氢离子，所以a电极的反应式为：（CH3）2O-12e-+3H2O=2CO2+12H+，
故答案为：正；（CH3）2O-12e-+3H2O=2CO2+12H+；
（6）设：SO2和水的质量分别为a、b
SO2 +H2O?H2SO3
64   18   82
a   
18a
64
  
82a
64
2H2SO3 +O2═22H2SO4
 164        196
 
82a
64
       
98a
64
    
则：硫酸溶液的质量百分数为
98a
64
98a
64
+b-
18a
64
×100%=50%，
整理可得 a：b=16：29，
故答案为：16：29．
点评：本题考查等效平衡，化学平衡的计算，化学电源新型电池等，难度较大，注意化学平衡的计算是本题的难点，注意差量法在化学计算中的应用．
练习册系列答案
相关题目
生物质资源是一种污染小的可再生能源．生物质的主要转化途径及主要产物如图．
（1）由生物质能获得的CO和H2，可以合成甲醇和二甲醚（CH3OCH3）及许多烃类物质．当两者1：1催化反应，其原子利用率达100%，合成的物质可能是
cd
cd
．
a．汽油    b．甲醇      c．甲醛     d．乙酸
（2）甲醇是一种重要的化工原料，工业上合成甲醇的反应：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H=-90.8kJ?mol-1．
若在温度、容积相同的3个密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，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 1molCO、2molH2 1mol CH3OH 2molCO、4molH2
CH3OH的浓度（mol/L） c1 c2 c3
反应的能量变化 放出Q1 kJ 吸收Q2 kJ 放出Q3 kJ
平衡常数 K1 K2 K3
反应物转化率 α 1 α 2 α 3
下列说法正确的是
ac
ac
．
a．c1=c2      b.2Q1=Q3         c．K1=K3      d．α2+α3＜100%
（3）在一定温度和压强下，CO和H2催化合成二甲醚的反应为：3H2（g）+3CO（g）?CH3OCH3（g）+CO2（g）
①若一体积可变的密闭容器中充入3mol H2、3mol CO、1mol CH3OCH3、1mol CO2，经一定时间达到平衡，并测得平衡时混合气体密度是同温同压下起始时的1.6倍．则：反应开始时：v（正）＞v（逆）的理由是：
反应前后气体总质量不变，同温、同压下，达到平衡时，气体密度增大，即气体体积缩小，平衡正移
反应前后气体总质量不变，同温、同压下，达到平衡时，气体密度增大，即气体体积缩小，平衡正移
．
平衡时，n（CH3OCH3）=
1.75
1.75
mol．
②右图为绿色电源“二甲醚燃料电池”的工作原理示意图．b电极是
正
正
极（填“正”或“负”）；a电极的反应式为
（CH3）2O-12e-+3H2O=2CO2+12H+
（CH3）2O-12e-+3H2O=2CO2+12H+
．
2011年10月7日，英汤普森航空试航”地沟油”航班，在空中飞行了4个小时，并美其名”生物燃料”，该燃料属于生物质能．但有英环保组织质疑其”地沟油”成分很少，仅为”作秀”，引来一片质疑声．已知地沟油（生物质）的主要转化途径及主要产物如图所示．

（1）下列有关说法正确的是
abde
abde

a．生物燃料本质上能量来源于太阳能
b．由纤维素水解获得的乙醇属生物质能
c．生物质裂解获得的汽油、柴油等属于纯净物
d．由植物秸秆等发酵获得的沼气，主要成分是甲烷
e．生物质资源是一种污染小的可再生能源
（2）由生物质能获得的CO和H2当两者1：1催化反应，其原子利用率达100%，合成的物质可能是
cd
cd

a．汽油       b．甲醇       c．甲醛           d．乙酸
（3）将煤转化为水煤气是通过化学方法将煤转化为洁净燃料的方法之一．煤转化为水煤气的主要化学反应为：C+H2O（g）
 高温 
.
 
CO+H2．
C（s）、CO（g）和H2（g）完全燃烧的热化学方程式分别为：
C（s）+O2═CO2（g）△H=-393.5 kJ?mol-1；
H2（g）+
1
2
O2（g）═H2O（g）△H=-241.8 kJ?mol-1；
CO（g）+
1
2
O2═CO2（g）△H=-283.0 kJ?mol-1；
请你根据以上数据，写出C（s）与水蒸气反应生成CO和H2的热化学方程式：
C（S）+H2O（g）═CO（g）+H2（g）△H=?+131.3kJ?mol-1
C（S）+H2O（g）═CO（g）+H2（g）△H=?+131.3kJ?mol-1
．
（4）燃油中所含硫以二硫醚的形式存在，工业上常用催化加氢的方法脱硫，然后综合利用生产硫酸．如二硫丙醚 （  C3H7-S-S-C3H7）  脱硫综合利用的有关反应为：
C3H7-S-S-C3H7（g）+3H2（g）═2C3H8（g）+2H2S（g）；△H1
化学键 C-C C-H H-H S-H S-S S-C
键能/kJ．mol-1 a b c d e f
已知某些化学键的键能数据如上表：
则△H1=
2f+e+3c-2b-4d
2f+e+3c-2b-4d
kJ?mol-1（用字母式表示）．
生物质资源是一种污染小的可再生能源．生物质的主要转化途径及主要产物如下图．精英家教网
（1）下列有关说法正确的是
 
．
a．生物质能，本质上能量来源于太阳能
b．由纤维素水解获得的乙醇属生物质能
c．生物质裂解获得的汽油、柴油等属于纯净物
d．由植物秸杆等发酵获得的沼气，主要成是甲烷
（2）由生物质能获得的CO和H2，当两者1：1催化反应，其原子利用率达100%，合成的物质可能是
 
．
a．汽油    b．甲醇c．甲醛 d．乙酸
（3）已知在生物质气化炉中可发生：
C（s）+CO2（g）=2CO（g）△H=172kJ/mol
CH4（g）+H2O（g）=CO（g）+3H2（g）△H=206kJ/mol
CH4（g）+2H2O（g）=CO2（g）+4H2（g）△H=165kJ/mol
则：C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g）△H=
 
kJ/mol．
（4）已知碳的气化反应在不同温度下平衡常数的对数值（lgK）如下表：
气化反应式 lgK 
700K 900K 1200K
C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g） -2.64 -0.39 1.58
C（s）+2H2O（g）=CO2（g）+2H2（g） -1.67 -0.03 1.44
反应：CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g），该反应的△H
 
0（选填：“＞”、“＜”、“=”）；在900K时，该反应平衡常数的对数值（lgK）=
 
．

(15分)生物质资源是一种污染小的可再生能源。生物质的主要转化途径及主要产物如下图。

（1）下列有关说法正确的是                     　                            。

a．生物质能，本质上能量来源于太阳能

b．由纤维素水解获得的乙醇作燃料是利用了生物质能

c．生物质裂解获得的汽油、柴油等属于纯净物

d．由植物秸杆等厌氧发酵获得的沼气，主要成分是甲烷

（2）由生物质能获得的CO和H2，可以合成甲醇和二甲醚（CH3OCH3）及许多烃类物质。当两者1∶1催化反应，其原子利用率达100%，合成的物质可能是                                        。

a．汽油          b．甲醇              c．甲醛              d．乙酸

（3）甲醇是一种重要的化工原料，工业上合成甲醇的反应：

CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) △H= -90.8kJ·mol-1。

若在温度、容积相同的3个密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，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

1molCO 、2molH2

1mol CH3OH

2molCO、4molH2

CH3OH的浓度（mol/L）

c1

c2

c3

反应的能量变化

放出Q1 kJ

吸收Q2 kJ

放出Q3 kJ

平衡常数

K1

K2

K3

反应物转化率

α 1

α 2

α 3

下列说法正确的是                。

a. c1 = c2      b. 2Q1 ＝ Q3         c. K1=K3      d. α2+ α3＜  100%

（4）在一定温度和压强下，CO和H2催化合成二甲醚的反应为：

3H2（g）+3CO（g） CH3OCH3（g）+CO2（g）

①若一体积可变的密闭容器中充入3 mol H2、3 mol CO、1 mol CH3OCH3、1 mol CO2，经一定时间达到平衡，并测得平衡时混合气体密度是同温同压下起始时的1.6倍。则：①反应开始时正、逆反应速率的大小：v(正）____v(逆)（填“ >”、“ < ”或“=”），理由是                                                 

                           。平衡时n(CH3OCH3)=          mol。

②下图为绿色电源“直接二甲醚燃料电池”的工作原理示意图。

   b电极是     极；a电极的反应式为                       。

 

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