题目内容

工业上可利用煤的气化产物（水煤气）合成二甲醚。

       （1）煤的气化的主要化学反应方程式为：_____________________________________。

       （2）煤的气化过程中产生的有害气体H2S用Na2CO3溶液吸收，生成两种酸式盐，该反应的化学方程式为：_________________________________________________________。

       （3）利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下：

① 2H2（g）+ CO（g） CH3OH（g）  ΔH ＝ －90．8 kJ·mol－1

② 2CH3OH（g） CH3OCH3（g）+ H2O（g）    ΔH＝ －23．5 kJ·mol－1

③ CO（g）+ H2O（g） CO2（g）+ H2（g）     ΔH＝ －41．3 kJ·mol－1

       总反应：3H2（g）+ 3CO（g） CH3OCH3（g）+ CO2 （g）的ΔH＝ ___________；

       一定条件下的密闭容器中，该总反应达到平衡，要提高CO的转化率，可以采取的措施是__________（填字母代号）。

       a．高温高压          b．加入催化剂        c．减少CO2的浓度

       d．增加CO的浓度    e．分离出二甲醚

       （4）已知反应②2CH3OH（g） CH3OCH3（g）+ H2O（g）某温度下的平衡常数为400 。此温度下，在密闭容器中加入CH3OH ，反应到某时刻测得各组分的浓度如下：

物质

CH3OH

CH3OCH3

H2O

浓度/（mol·L－1）

0．44

0．6

0．6

       （1）C + H2O  CO + H2    （3分）

       （2）H2S + Na2CO3 ＝ NaHS + NaHCO3 （3分）

       （3）－246．4 kJ·mol－1      c  e

       （4） ①  >     ② 0．04 mol·L－1      0．16 mol/L·min

练习册系列答案
相关题目
（2010?天津）二甲醚是一种重要的清洁燃料，也可替代氟利昂作制冷剂等，对臭氧层无破坏作用．工业上可利用煤的气化产物（水煤气）合成二甲醚．请回答下列问题：
（1）煤的气化的主要化学反应方程式为：
C+H2O
 高温 
.
 
CO+H2
C+H2O
 高温 
.
 
CO+H2
．
（2）煤的气化过程中产生的有害气体H2S用Na2CO3溶液吸收，生成两种酸式盐，该反应的化学方程式为：
H2S+Na2CO3=NaHS+NaHCO3
H2S+Na2CO3=NaHS+NaHCO3
．
（3）利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下：
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
总反应：3H2（g）+3CO（g）?CH3OCH3（g）+CO2（g）的△H=
-246.4kJ?mol-1
-246.4kJ?mol-1
；
一定条件下的密闭容器中，该总反应达到平衡，要提高CO的转化率，可以采取的措施是
c、e
c、e
（填字母代号）．
a．高温高压          b．加入催化剂        c．减少CO2的浓度     d．增加CO的浓度    e．分离出二甲醚
（4）已知反应②2CH3OH（g）?CH3OCH3（g）+H2O（g）某温度下的平衡常数为400．此温度下，在密闭容器中加入CH3OH，反应到某时刻测得各组分的浓度如下：
物质 CH3OH CH3OCH3 H2O
浓度/（mol?L-1） 0.44 0.6 0.6
①比较此时正、逆反应速率的大小：v正
＞
＞
 v逆 （填“＞”、“＜”或“=”）．
②若加入CH3OH后，经10min反应达到平衡，此时c（CH3OH）=
0.04mol?L-1
0.04mol?L-1
；该时间内反应速率v（CH3OH）=
0.16mol/（L?min）
0.16mol/（L?min）
．
Ⅰ．如何降低大气中CO2的含量及有效利用CO2，目前已引起各国普遍重视．
（1）工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇．为探究反应原理，现进行如下实验，在体积为1L的密闭容器中，充入1mol CO2和3mol H2，在500℃下发生反应：CO2（g）+3H2（g）           CH3OH（g）+H2O（g）．实验测得CO2（g）和CH3OH（g）的浓度随时间变化如图1所示．

①从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v（H2）=
0.225mol/（L?min）
0.225mol/（L?min）
；
②图2是改变温度时H2的化学反应速率随时间变化的示意图，则该反应的正反应是
放
放
热（填“吸”或“放”）反应．
③该反应的平衡常数K为
5.33
5.33
（保留两位小数）．若提高温度到800℃进行，达平衡时，K值
减小
减小
（填“增大”、“减小”或“不变”），
④500℃达平衡时，CH3OH的体积分数ω为
0.3
0.3
．
（2）在载人航天器的生态系统中，不仅要求分离去除CO2，还要求提供充足的O2．某种电化学装置可实现如下转化：2CO2=2CO+O2，CO可用作燃料．已知该反应的阳极反应为：4OH--4e-=O2↑+2H2O，则阴极反应式为
2CO2+4e-+2H2O=2CO+4OH-
2CO2+4e-+2H2O=2CO+4OH-
．
Ⅱ．工业上可利用煤的气化产物（CO和H2）合成二甲醚（CH3OCH3），其三步反应如下：
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
（3）总合成反应的热化学方程式为
3H2（g）+3CO（g）?CH3OCH3（g）+CO2（g）△H=-246.4kJ/mol
3H2（g）+3CO（g）?CH3OCH3（g）+CO2（g）△H=-246.4kJ/mol
．
（4）一定条件下的密闭容器中，上述总反应达到平衡时，要提高CO的转化率，可以采取的措施是
CE
CE
（填字母代号）．
A．高温高压          B．加入催化剂        C．减少CO2的浓度   D．增加CO的浓度    E．分离出二甲醚
（5）已知反应②2CH3OH（g）?CH3OCH3（g）+H2O（g）在某温度下的平衡常数K=400．此温度下，在密闭容器中加入CH3OH，反应到某时刻测得各组分的浓度如下：
物质 CH3OH CH3OCH3 H2O
c/mol?L-1 0.44 0.60 0.60
此时，v （正）
＞
＞
 v （逆） （填“＞”、“＜”或“=”）．
二甲醚是一种重要的清洁燃料，也可替代氟利昂作制冷剂等，对臭氧层无破坏作用．工业上可利用煤的气化产物（水煤气）合成二甲醚．
（1）利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下：
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
总反应：3H2（g）+3CO（g）?CH3OCH3（g）+CO2 （g）的△H=
-246.4KJ/mol
-246.4KJ/mol
；
（2）已知反应②2CH3OH（g）?CH3OCH3（g）+H2O（g）某温度下的平衡常数为400．此温度下，在密闭容器中加入CH3OH，反应到某时刻测得各组分的浓度如下：
物质 CH3OH CH3OCH3 H2O
浓度/（mol?L-1） 0.44 0.6 0.6
①比较此时正、逆反应速率的大小：v正
＞
＞
 v逆 （填“＞”、“＜”或“=”）．
②若加入CH3OH后，经10min反应达到平衡，此时c（CH3OH）=
0.04mol/L
0.04mol/L
；该时间内反应速率v（CH3OH）=
0.16mol/L?min
0.16mol/L?min
．
（3）在溶液中，反应A+2B?C分别在三种不同实验条件下进行，它们的起始浓度均为c（A）=0.100mol/L、c（B）=0.200mol/L及c（C）=0mol/L．反应物A的浓度随时间的变化如图所示．
请回答下列问题：
与①比较，②和③分别仅改变一种反应条件．所改变的条件和判断的理由是：
②
加催化剂，达到平衡的时间缩短，平衡时A的浓度不变
加催化剂，达到平衡的时间缩短，平衡时A的浓度不变
；
③
温度升高，达到平衡的时间缩短，平衡时A的浓度减小
温度升高，达到平衡的时间缩短，平衡时A的浓度减小
；
该反应的△H
＞
＞
0，判断其理由是
升高温度反应正反应方向，故反应是吸热反应
升高温度反应正反应方向，故反应是吸热反应
．
二甲醚是一种重要的清洁燃料．工业上可利用煤的气化产物（水煤气）合成二甲醚．主要的三步反应如下：
①2H2（g）+CO（g）?CH3OH（g）；△H=-91.8kJ?mol
②2CH3OH（g）?CH3OCH3（g）+H2O（g）；△H=-23.5kJ?mol
②CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）；△H=-41.3kJ?mol
回答下列问题：
（2）水煤气合成二甲醚三步反应总的热化学方程式为：
 

（3）-定条件下的密闭容器中，该总反应达到平衡后，要提高CO的转化率，下列措施中可以采取的是
 
 （填字母代号）．
a．升高温度； b．降低温度； c．增大压强； d．减小压强；
e．缩小体积；f．增大CO的浓度；g．增大CO2的浓度
（3）某温度下，将一定里的CH3OH加入密闭容器中发生反应：2CH3OH（g）?CH3OCH3（g）+H2O（g），
经20min反应达到平衡，此时测得c（CH3OH）=0.56mol?L；c（H2O）=0.72mol?L-1
①达平衡时，c（CH3OCH3）=
 
该时间段内反应逨率v（CH3OH）=
 
．开始加入的CH3OH浓度c（CH3OH）=
 
．
②在相同的条件下，若起始浓度的数值如下表所示
 物质  CH3OH  CH3OCH3  H2O
 浓度/（mol?L-1）  0.28  0.86  0.86
则该反应正、逆反应速率（v正、v逆）随时间（＜）变化的曲线是下列图中的：
 
平衡时CH3OCH在混合物中的体积百分含量是
 

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二甲醚是一种重要的清洁燃料，工业上可利用煤的气化产物（水煤气）合成二甲醚．利用水煤气合成二甲醚的热化学方程式为：
3H2（g）+3CO（g）?CH3OCH3（g）+CO2（g）△H=-274kJ?mol-1．
（1）该反应在一定条件下的密闭容器中达到平衡后，为同时提高反应速率和二甲醚的产率，可以采取的措施是
 
（填字母）
A．降低温度   B．加入催化剂   C．缩小容器体积    D．增加H2的浓度   E．分离出二甲醚
（2）该反应可以分两步进行：
4H2（g）+2CO（g）═CH3OCH3（g）+H2O（g）△H1 ①
CO（g）+H2O（g）═CO2（g）+H2△H2=-42kJ?mol-1
则反应①的焓变△H1=
 
kJ?mol-1，熵变△S
 
（填“＞、＜或=”）0．
已知某些化学键的键能数据如下表所示：
化学键 C-H O-H H-H C-O C≡O
键能/kJ．mol-1 413 463 436 358 1072
CO中C与O之间为叁键连接，则CO2中碳氧键的键能是
 
kJ?mol-1．
（3）二甲醚也可以通过CH3OH分子间脱水制得：
2CH3OH（g）?CH3OCH3（g）+H2O（g）△H3=-23.5kJ?mol-1．在T1℃，恒容密闭容器中建立上述平衡，体系中各组分浓度变化如下表：
物质 CH3OH （g） CH3OCH3 （g） H2O （g）
起始浓度/mol．l-1 2 0.2 0
平衡浓度/mol．l-1 0.4 1 0.8
①该条件下反应平衡常数K=
 
．
②相同条件下，若改变起始浓度．
物质 CH3OH （g） CH3OCH3 （g） H2O （g）
起始浓度/mol．l-1 0.4 1.2 0.6
此时正、逆反应速率的大小：v正
 
（填“＞、＜或=”）v逆．
（4）二甲醚-空气是一种高效的燃料电池，在氢氧化钾溶液中，电池反应方程式为：
CH3OCH3（l）+3O2（g）+4KOH（aq）═2K2CO3（aq）+5H2O（l）
请写出负极的电极反应式：
 
．

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