题目内容
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: 。
(2)利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下:
①2H2(g)+CO(g)
CH3OH(g) ΔH=-90.8kJ·mol-1
②2CH3OH(g)
CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH=-23.5kJ·mol-1
③CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g) ΔH=-41.3kJ·mol-1
写出水煤气直接合成二甲醚同时生成CO2的热化学反应方程式 。
(3)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 。
a.高温高压 b.低温低压
c.减少CO2的浓度 d.增加CO的浓度
e.分离出二甲醚 f.加入催化剂
(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+H2OCO+H2
(2)3H2(g)+3CO(g)
CH3OCH3(g)+CO2(g) ΔH=-246.4kJ·mol-1
(3)ce
(4)> 0.04mol·L-1
解析:
略
练习册系列答案
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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:
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:
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.
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: .
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
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=
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 |
(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 |
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 |
(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: