二甲醚(CH3OCH3)和甲醇(CH3OH)都是高效清洁能源.工业上利用煤的气化产物合成甲醇和二甲醚.回答下列问题: (1)制备二甲醚最后一步反应由Al2O3催化甲醇脱水合成.反应方程式为 . +2H2(g)=CH3OH (g) △H= -90.1kJ·mol-1 CO(g)的燃烧热是282.8 kJ·mol-1,H2的燃烧热是285.8 kJ·mo 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

（14分）二甲醚（CH₃OCH₃）和甲醇（CH₃OH）都是高效清洁能源。工业上利用煤的气化产物（水煤气）合成甲醇和二甲醚。回答下列问题：
（1）制备二甲醚最后一步反应由Al₂O₃催化甲醇脱水合成，反应方程式为                      。
（2）已知：CO(g)+2H₂(g)=CH₃OH (g)  △H= —90.1kJ·mol^-1 CO(g)的燃烧热是282.8 kJ·mol^-1；H₂的燃烧热是285.8 kJ·mol^-1写出表示CH₃OH (g) 燃烧热的热化学反应方程式                                。
（3）二甲醚直接燃料电池比甲醇直接燃料电池更高效，等质量的二甲醚和甲醇完全放电转移电子的物质的量之比是          。用二甲醚直接燃料电池电解足量饱和食盐水，当消耗9.2g二甲醚时理论上阴极产生的气体的体积为        L。（标况下）
（4）在合成中伴有水煤气交换反应：CO(g)+H₂O(g) CO₂(g)+H₂(g)，等物质的量的CO(g)和H₂O(g)加入密闭容器中反应，平衡时测得结果如下表。

温度	260℃	280℃	295℃	310℃
CO转化率	89%	80%	75%	60%

①请解释CO转化率随温度变化的关系                                        。
②列式计算280℃时平衡常数                          。
③若平衡体系中，测得H₂的压强占总压的30%，要使体系中CO转化率达到70%，应该使温度             （填“升高”、“降低”、“不变”）

（1）  2CH₃OH CH₃OCH₃+H₂O
（2）  CH₃OH (g) + 3/2O₂ (g)= CO₂ (g)+2H₂O (l)；△H=" -764.3KJ" /mol
（3）  32/23，26.88L
（4）  ①△H<0，升高温度，平衡逆向移动，CO的转化率降低。②   ;    ③降低

解析

练习册系列答案

相关题目

工业上也可以用CO₂和H₂反应制得甲醇。在2×10⁵Pa、300℃的条件下，若有44g CO₂与6g H₂恰好完全反应生成气体甲醇和水，放出49.5kJ的热量。试写出该反应的热化学方程式：                                             。
某次实验将6molCO₂和8molH₂充入2L的密闭容器中，测得H₂的物质的量随时间变化如下图所示（实线）。
试回答下列问题：

（1）a点正反应速率     （填大于、等于或小于）逆反应速率。
（2）下列时间段平均反应速率最大的是       ，最小的是       。

（3）计算该实验平衡时氢气的转化率和该条件下反应的平衡常数K（写出计算过程）。
（4）仅改变某一实验条件再进行两次实验，测得H₂的物质的量随时间变化如图中虚线所示，曲线I对应的实验条件改变是，曲线II对应的实验条件改变是。

（12分） 1909年化学家哈伯在实验室首次合成了氨。2007年化学家格哈德·埃特尔在哈伯研究所证实了氢气与氮气在固体表面合成氨的反应过程，示意如下图：

（1）图⑤表示生成的NH₃离开催化剂表面，图②和图③的含义分别是______，______。
（2）已知：4NH₃(g) + 3O₂(g) = 2N₂(g) + 6H₂O(g); ΔH= - 1266.8 kJ/mol
N₂(g) + O₂(g) =" 2NO(g)" ; ΔH =" +" 180.5kJ/mol，氨催化氧化的热化学方程式为__________。
（3）500℃下，在A、B两个容器中均发生合成氨的反应。隔板Ⅰ固定不动，活塞Ⅱ可自由移动。

①当合成氨在容器B中达平衡时，测得其中含有1.0molN₂，0.4molH₂，0.4molNH₃，此时容积为2.0L。则此条件下的平衡常数为____________；保持温度和压强不变，向此容器中通入0.36molN₂，平衡将__________（填“正向”、“逆向”或“不”）移动。
②向A、B两容器中均通入xmolN₂和ymolH₂，初始A、B容积相同，并保持温度不变。若要平衡时保持N₂在A、B两容器中的体积分数相同，则x与y之间必须满足的关系式为____。

(18分)MnO₂和Zn是制造干电池的重要原料，工业上用软锰矿(主要成分MnO₂)和闪锌矿(主要成分ZnS)联合生产MnO₂和Zn的工艺流程如下图所示：

（1）操作I用到硅酸盐材质的仪器有烧杯、玻璃棒和_______ _____(填仪器名称)。
（2）稀硫酸浸泡时反应的离子方程式为_______________________________________；该反应中若析出19.2g单质A，共转移____________mo1电子。浸泡时反应速率较慢，下列措施不能提高浸泡时反应速率的是________(填代号)。
a．将矿石粉碎
b．提高浸泡温度
c．适当增大硫酸浓度
d．改变软锰矿与闪锌矿的比例
（3）由硫酸锰溶液可得到固体碳酸锰，然后在空气中煅烧碳酸锰制备MnO₂。已知：

写出碳酸锰在空气中煅烧生成MnO₂的热化学方程式_________________________。
（4）用惰性电极电解硫酸酸化的硫酸锰溶液制备MnO₂的装置如下图所示：

①a应与直流电源的_________(填“正”或“负”)极相连。．
②电解过程中氢离子的作用是______________和_____________；若转移的电子数为个，左室溶液中的变化量为________________。

(共14分)甲醇是重要的化学工业基础原料和液体燃料。工业上可利用CO或CO₂来生产燃料甲醇。已知甲醇制备的有关化学反应以及在不同温度下的化学反应平衡常数如下表所示：

化学反应	平衡常数	温度（℃）
化学反应	平衡常数	500	800
①2H₂(g)+CO(g)CH₃OH(g)	K₁	2.5	0.15
②H₂(g)+CO₂(g) H₂O (g)+CO(g)	K₂	1.0	2.50
③3H₂(g)+ CO₂(g)CH₃OH(g)+H₂O (g)	K₃

（1）反应②是（填“吸热”或“放热”）反应。
（2）某温度下反应①中H₂的平衡转化率（a）与体系总压强(P)的关系如图所示。则平衡状态由A变到B时，平衡常数K_(A)K_(B)（填“＞”、“＜”或“＝”）。

（3）判断反应③△H      0； △S      0（填“>”“=”或“<”）
在500℃、2L的密闭容器中，进行反应③，测得某时刻H₂、CO₂、 CH₃OH、H₂O的物质的量分别为6mol、2 mol、10 mol、10 mol，此时v₍_正)      v₍_逆)（填“>”“=”或“<”）
（4）一定温度下，在3 L容积可变的密闭容器中发生反应②，已知c(CO)与反应时间t变化曲线Ⅰ如图所示，若在t₀时刻分别改变一个条件，曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ和曲线Ⅲ。当曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ时，改变的条件是                   。当曲线Ⅰ变为曲线Ⅲ时，改变的条件是                  。

（5）一定条件下甲醇与一氧化碳反应可以合成乙酸。通常状况下，
将0.2 mol/L的乙酸与0.1 mol/LBa(OH)₂溶液等体积混合，则混合溶液中离子浓度由大到小的顺序为

（14分）近几年来，我国中东部地区陷入严重的雾霾天气，面对全球近期的气候异常，环境问题再次成为焦点。非金属氧化物的合理控制和治理是优化我们生存环境的有效途径之一。请运用化学反应原理知识，回答下列问题：
Ⅰ、目前，消除氮氧化物污染有多种方法。
（1）用CH₄催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知：
①CH₄（g）+4NO₂（g）＝4NO（g）+CO₂（g）+2H₂O（g） △H＝－57kJ?mol^-1
②4CH₄（g）+4NO（g）＝2N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）；△H＝－1160kJ?mol^-1
③H₂O（g）＝H₂O（l） △H＝－44.0kJ?mol^-1
写出CH₄（g）与NO₂（g）反应生成N₂（g），CO₂（g）和H₂O（l）的热化学方程式________________。
（2）用活性炭还原法处理氮氧化物。有关反应为：C(s)+ 2NO（g） N₂（g）+CO₂（g）某研究小组向恒容密闭容器中加入一定量的活性炭和NO，恒温（T℃）条件下反应，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下：

浓度（mol/L）时间（min）	NO	N₂	CO₂
0	0.100	0	0
10	0.058	0.021	0.021
20	0.040	0.030	0.030
30	0.040	0.030	0.030
40	0.032	0.034	0.017
50	0.032	0.034	0.017

①T℃时该反应的平衡常数为____________（结果保留两位有效数字）。
②30 min后改变某一条件，反应重新达到平衡，则改变的条件可能是___________________。
③若30min后升高温度重新达到平衡时，容器中NO、N₂、CO₂的浓度之比为5：3：3，则该反应
△H_________0（填“＜”“＞”“＝”）。
Ⅱ、某科研小组为治理SO₂对大气的污染，利用烟气中的SO₂为原料制取硫酸。
（1）利用原电池原理，用SO₂、O₂和H₂O来制备硫酸，该电池用多孔材料作电极，它能吸附气体，同时也能使气体与电解质溶液充分接触。请写出该电池负极的电极反应式__________。
（2）利用Na₂SO₃溶液充分吸收SO₂制得NaHSO₃溶液。
①常温时吸收液吸收SO₂的过程中，pH随n(SO₃²^－)：n(HSO₃^－)变化关系如下表：

n(SO₃²^－)：n(HSO₃^－)	91：9	1：1	1：91
pH	8.2	7.2	6.2

以下离子浓度关系的判断正确的是
A．NaHSO₃溶液中c（H⁺）＜c （OH^-）
B．Na₂SO₃溶液中c（Na⁺）＞c （SO₃^2-）＞c （HSO₃^-）＞c （OH^-）＞c（H⁺）
C．当吸收液呈中性时，c（Na⁺）＞c （HSO₃^-）＞c （SO₃^2-）＞c（OH^-）＝c（H⁺）
D．当n(SO₃²^－)：n(HSO₃^－)＝1:1时，c（Na⁺）=c （HSO₃^-）+2c （SO₃^2-）
②然后电解该NaHSO₃溶液可制得硫酸。电解原理示意图如下图所示。请写出开始时阳极反应的电极反应式______________________________________。

(10分) 氨气是一种重要的化工原料，工业上用N₂和H₂合成NH₃。现已知N₂(g)和H₂(g)反应生成1 mol NH₃(g)过程中能量变化示意图如下左图。回答下列问题：

（1）该反应为      (填“吸热”或“放热”)反应。
（2）合成氨的热化学方程式为                                   。
（3）若又已知键能数据如上表，结合以上数据求出N-H键键能为       kJ/mol。
（4）工业上，以氨气为原料生产硝酸的第一步为氨催化氧化，请写出该反应的化学方程式       。

以下是一些烷烃的燃烧热(kJ/mol)数据，回答下列问题：

化合物	燃烧热	化合物	燃烧热
甲烷	891．0	正丁烷	2 878．0
乙烷	1560．8	异丁烷	2 869．6
丙烷	2 221．5	2-甲基丁烷	3 531．3

（1）已知：物质的能量越高越不稳定，根据表中的数据，比较正丁烷、异丁烷的热稳定性：正丁烷______异丁烷(填“>”、“＝”或“<”)。
（2）写出乙烷燃烧的热化学方程式：________________________
（3）相同质量的烷烃，碳的质量分数越大，燃烧放出的热量______(填“越多”、“越少”或“相同”)。

汽车尾气中的NO_x是大气污染物之一，科学家们在尝试用更科学的方法将NO_x转化成无毒物质，从而减少汽车尾气污染。
（1）压缩天然气（CNG）汽车的优点之一是利用催化技术能够将NO_x转变成无毒的CO₂和N₂。
①CH₄(g)＋4NO₂(g) 4NO(g)＋CO₂(g)＋2H₂O(g)  △H₁＜0
②CH₄(g)＋4NO(g)2N₂(g)＋CO₂(g)＋2H₂O(g)    △H₂＜0
③CH₄(g) ＋2NO₂(g)N₂(g) ＋CO₂(g) ＋2H₂O(g) △H₃＝         。（用△H₁和△H₂表示）
（2）在恒压下，将CH₄(g)和NO₂(g)置于密闭容器中发生化学反应③，在不同温度、不同投料比时，NO₂的平衡转化率见下表：

投料比[n(NO₂) / n(CH₄)]	400 K	500 K	600 K
1	60%	43%	28%
2	45%	33%	20%

①写出该反应平衡常数的表达式K=         。
②若温度不变，提高[n(NO₂) / n(CH₄)]投料比，则K将         。（填“增大”、“减小”或“不变”。）
③400 K时，将投料比为1的NO₂和CH₄的混合气体共0.04 mol，充入一装有催化剂的容器中，充分反应后，平衡时NO₂的体积分数        。
（3）连续自动监测氮氧化物（NO_x）的仪器动态库仑仪的工作原理示意图如图1

图1                                    图2
①NiO电极上NO发生的电极反应式：                                。
②收集某汽车尾气经测量NO_x的含量为1.12%（体积分数），若用甲烷将其完全转化为无害气体，处理1×10⁴L（标准状况下）该尾气需要甲烷30g，则尾气中V(NO)︰V(NO₂)=
（4）在容积相同的两个密闭容器内 (装有等量的某种催化剂) 先各通入等量的CH₄，然后再分别充入等量的NO和NO₂。在不同温度下，同时分别发生②③两个反应：并在t秒时测定其中NO_x转化率，绘得图象如图2所示：
①从图中可以得出的结论是
结论一：相同温度下NO转化效率比NO₂的低
结论二：在250℃-450℃时，NO_x转化率随温度升高而增大，450℃-600℃时NO_x转化率随温度升高而减小
结论二的原因是
②在上述NO₂和CH₄反应中，提高NO₂转化率的措施有_________。(填编号)
A．改用高效催化剂     B．降低温度     C.分离出H₂O(g)       D．增大压强
E．增加原催化剂的表面积   F．减小投料比[n(NO₂) / n(CH₄)]

试题分类