题目内容

二甲醚是—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)煤的气化过程中产生的有害气体用溶液吸收,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:
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=             
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)
0.44
0.6
0.6
①比时正、逆反应速率的大小:_______(填“>”、“<”或“=”)。
②若加入CH3OH后,经l0min反应达到平衡,此时c(CH3OH)=__________;该时
间内反应速率v(CH3OH)=__________________。


H2(2分)
(2)H2S+Na2CO3=NaHS+NaHCO3(2分)
(3)-246.4kJ·mol―1(2分) C、e(2分)
(3)①>(2分)②0.04mol /L(2分)0.16mol· L―1· In―1(2分)

解析试题分析:(1)碳和水反应生成一氧化碳和氢气的化学方程式为:C+H2OCO+H2,故答案为:C+H2OCO+H2
(2)H2S和H2CO3均是二元酸,它们都存在酸式盐NaHS和NaHCO3,二者反应的化学方程式为H2S+Na2CO3=NaHS+NaHCO3,故答案为:H2S+Na2CO3→NaHS+NaHCO3
(3)由盖斯定律可知,通过①×2+②+③可得所求反应方程式,则△H=-90.8kJ·mol-1×2-23.5kJ·mol-1-41.3kJ·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,应使平衡向正反应方向移动,可减少CO2的浓度或分离出二甲醚,由于反应放热,升高温度平衡向你反应方向移动,转化率减小,催化剂不影响平衡移动,而增加CO的浓度,CO的转化率反而减小,故答案为:246.4;c;
(4)该反应的平衡常数表达式为:K=
将所给浓度带入平衡常数表达式:=1.86<400,故反应向正反应方向进行,正反应速率大于逆反应速率;
2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)
某时刻浓度(mol·L-1):0.44           0.6      0.6
转化浓度(mol·L-1):2x            x          x  
平衡浓度(mol·L-1):0.44-2x         0.6+x      0.6+x
K=
,解得x=0.2mol·L-1
故平衡时c(CH3OH)=0.44mol·L-1-0.2mol·L-1×2=0.04mol·L-1
起始时在密闭容器中加入CH3OH,
则起始时甲醇的浓度为0.44moL·L-1+0.6mol·L-1×2=1.64mol·L-1,平衡时c(CH3OH)=0.04mol·L-1
则10min转化甲醇1.64moL·L-1-0.04moL·L-1=1.6mol·L-1
所以甲醇的反应速率为v(CH3OH)=="0.16" mol/(L·min),
故答案为:>;1.64 mol·L-1;0.16 mol/(L·min)
考点:煤的干馏和综合利用;化学平衡的影响因素;化学平衡的计算

练习册系列答案
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(1)在298K时,1mol C2H6 在氧气中完全燃烧生成CO2和液态水,放出热量1558.3kJ。写出该反应的热化学方程式                                        
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(3)在右图所示实验装置中,石墨棒上的电极反应式为                                      。如果起始时盛有1L pH=5的CuSO4溶液(25℃,CuSO4足量),一段时间后溶液的pH变为1,此时可观察到的现象是                                                                                 。若要使溶液恢复到起始浓度(温度不变,忽略溶液体积的变化),可向溶液中加入         (填物质名称),其质量约为           

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T / ℃
165
175
185
195
K
111.9
74.1
50.6
34.8
 
①焓变ΔH  _______0 (填“>”、“<”或“=”)。
②在一定温度和压强下,若原料气中的NH3和CO2的物质的量之比(氨碳比),下图(1)是氨碳比(x)与CO2平衡转化率(α)的关系。α随着x增大而增大的原因是                    

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(3)关于电化学的研究:
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(4)关于电离平衡的研究:
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c(HCO3-)∶c(H2CO3)
1.0
17.8
20.0
22.4
pH
6.10
7.35
7.40
7.45
 
试回答:
正常人体血液中,HCO3-的水解程度       电离程度(填“大于”、“小于”、“等于”);
②人体血液酸中毒时,可注射缓解        (填选项);
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(16分)尿素可作为H2O2的稳定载体,生产一种固态、耐储存、易运输的新型氧化剂和消毒剂—过氧化尿素[CO(NH2)2·H2O2],其合成工艺流程如下:

请回答下列问题:
(1)操作I、II的名称分别是______、_______。CO(NH2)2·H2O2分子中尿素和过氧化氢之间以________结合,其结合力较弱,具有尿素和过氧化氢双重性质。
(2)工业上生产尿素所需的原料气可由天然气与水反应制备,已知:
①甲烷、氢气的燃烧热分别为890.3KJ/mol、285.8kJ/mol

写出CH4与水蒸气作用生产CO2和H2的热化学方程式:_______________。
(3)合成过氧化氢尿素加入的稳定剂可以是水杨酸、酒石酸等。酒石酸分子式为C4H6O6其核磁共振氢谱只有3种锋,只含羧基和羟基两种官能团,则酒石酸的结构简式为_____。
(4)为测定产品中H2O2的含量,称取干燥样品12.0g配成250mL溶液,取25.00mL
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①完成并配平方程式:MnO4-+    H2O2+   _________=Mn2++ O2↑+___;
②计算出产品中H2O2的质量分数为_______。
(5)电解尿素的废水既可以处理废水,又可制得纯氢,电解原理如图所示。电解池中隔膜仅阻止气体通过,B两极均为惰性电极。B极连接电源的____极(填
“正”或“负”),阳极电极反应方程为_____________。

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