题目内容

【题目】二甲醚(CH3OCH3)被称为21世纪的新型能源,它清洁、高效、具有优良的环保性能。

Ⅰ.工业制备二甲醚的生产流程如下:

催化反应室中(压强2.010.0 MPa,温度230280℃)进行下列反应:

CO(g)2H2(g)CH3OH(g)ΔH=-90.7 kJ/mol ①

2CH3OH(g)CH3OCH3(g)H2O(g)ΔH=-23.5 kJ/mol ②

CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)ΔH=-41.2 kJ/mol ③

(1)甲烷氧化可制得合成气,反应如下:CH4(g)O2(g)CO(g)2H2(g) ΔH=-35.6 kJ/mol。该反应是_______反应(自发非自发”)

(2)催化反应室中总反应3CO(g)3H2(g)CH3OCH3(g)CO2(g)ΔH___________830℃时反应K1.0,则在催化反应室中反应K_______1.0(“>”“<””)

(3)上述反应中,可以循环使用的物质有_______

Ⅱ.如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_______极。

【答案】自发 246.1 kJ/mol > COH2、甲醇和水

【解析】

Ⅰ、(1)依据自发进行的判断依据为H-TS0,是自发进行的反应;H-TS0,是非自发进行的反应;
2)依据热化学方程式和盖斯定律计算得到热化学方程式进行计算应用;催化反应室内的反应条件是压力2.010.0Mpa,温度230280℃;结合化学平衡影响因素分析判断;
3)依据反应过程中的中间产物是可以循环利用的物质;
Ⅱ、反应本质是二甲醚的燃烧,原电池负极发生氧化反应,二甲醚在负极放电,正极反应还原反应,b为正极,氧气在正极放电.由图可知,a极为负极,二甲醚放电生成二氧化碳与氢离子。

Ⅰ.(1)反应后气体的物质的量增大,混乱度增加,熵增大,ΔS>0,由复合判据得该反应能自发进行。

(2)反应3CO(g)3H2(g)CH3OCH3(g)CO2(g)可利用题给的三个反应,将①×2得到,则ΔH=-90.7 kJ/mol×2(23.5 kJ/mol)(41.2 kJ/mol)=-246.1 kJ/mol;因为催化反应室中的温度低于830℃,温度降低,反应的平衡向正反应方向移动,故K>1.0

(3)从流程图中可以看出排出的物质COH2、甲醇和水在反应中可以作为反应物,故均可以循环利用。

Ⅱ.燃料电池中通入O2的一极发生还原反应,即b电极是正极。

练习册系列答案
相关题目

【题目】氟铝酸钠(Na3AlF6)是工业炼铝中重要的含氟添加剂。实验室以氟石(CaF2)、石英和纯碱为原料模拟工业制备氟铝酸钠的流程如下:

(1) “煅烧”时,固体药品混合后应置于________(填仪器名称)中加热。

(2) 通过控制分液漏斗的活塞可以调节添加液体的速率。调溶液pH接近5时,滴加稀硫酸的分液漏斗的活塞应如下图中的________(填序号)所示。

(3) 在酸性废水中加入Al2(SO4)3、Na2SO4混合溶液,可将废水中F转换为氟铝酸钠沉淀。

该混合溶液中,Al2(SO4)3Na2SO4的物质的量之比应________(填数值)

②在不改变其他条件的情况下,加入NaOH调节溶液pH。实验测得溶液中残留氟浓度和氟去除率随溶液pH的变化关系如图所示。pH>5时,溶液中残留氟浓度增大的原因是________

(4) 若用CaCl2作为沉淀剂除去F,欲使F浓度不超过0.95 mg·L1c(Ca2)至少为________mol·L1[Ksp(CaF2)2.7×1011]

(5) 工业废铝屑(主要成分为铝,少量氧化铁、氧化铝)可用于制取硫酸铝晶体[Al2(SO4)3·18H2O]

①请补充完整由废铝屑为原料制备硫酸铝晶体的实验方案:取一定量废铝屑,放入烧杯中,____________________________________________________________,得硫酸铝晶体。[已知:pH5时,Al(OH)3沉淀完全;pH8.5时,Al(OH)3沉淀开始溶解。须使用的试剂:3 mol·L1 H2SO4溶液、2 mol·L1 NaOH溶液、冰水]

②实验操作过程中,应保持强制通风,原因是________

【题目】二氧化碳是潜在的碳资源,无论是天然的二氧化碳气藏,还是各种炉气、尾气、副产气,进行分离回收和提浓,合理利用,意义重大。

(1)在空间站中常利用CO2(g)+2H2(g)C(s)+2H2O(g),再电解水实现O2的循环利用,350℃时,向体积为2L的恒容密闭容器中通入8molH2和4molCO2发生以上反应。

①若反应起始和平衡时温度相同(均为350℃),测得反应过程中压强(p)随时间(t)的变化如图中a所示,则上述反应的△H___________0(填“>”或“<”);其他条件相同时,若仅改变某一条件,测得其压强(p)随时间(t)的变化如图中曲线b所示,则改变的条件是___________

②图是反应平衡常数的对数与温度的变化关系图,m的值为___________

(2)CO2在 Cu-ZnO催化下,同时发生如下反应I,II,是解决温室效应和能源短缺的重要手段。

Ⅰ.CO2(g)+3H2(g)CH3OH (g)+H2O(g) △H1<0

Ⅱ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+ H2O(g) △H2>0

保持温度T时,在容积不变的密闭容器中,充入一定量的CO2及H2,起始及达平衡时,容器内各气体物质的量及总压强如下表:

若反应I、II均达平衡时,p0=1.4p,则表中n=__________;反应1的平衡常数Kp=____ (kPa)-2。(用含p的式子表示)

(3)Al-CO2电池是一种以低温熔融盐[Al2(CO3)3]为电解质,以完全非碳的钯Pd包覆纳米多孔金属为催化剂正极的可充电电池。正极反应为:3CO2+4e=2CO32-+C,则生成Al的反应发生在___________极(填“阳”或“阴”),该电池充电时反应的化学方程式为___________

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网