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(CH3OCH3)。

请回答下列问题:

(1)利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下:(甲醇:CH3OH)

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

则利用水煤气合成二甲醚的总反应的热化学方程式为______________________.

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

(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 ______ v(填“>”、“<”或“=”)。

② 若加入CH3OH后,经10 min反应达到平衡,此时c(CH3OH) = _________;该时间内反应速率v(CH3OH) = __________。

 

⑴3H2(g)+ 3CO(g)  CH3OCH3(g) + CO2 (g);

ΔH=-246.4kJ·mol -1  (3分)   c、e(2分)

(2) ①>(2分)           

②0.04 mol·L-1 (3分)             0.16 mol·L-1·min-1(3分)

解析:略

 

练习册系列答案
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(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
 v (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)
(2012?虹口区二模)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.工业上利用H2和CO2合成二甲醚的反应如下:6H2(g)+2CO2(g)?CH3OCH3(g)+3H2O(g)
已知该反应平衡常数(K)与温度(T)的关系如图所示.
(1)一定温度下,在一个固定体积的密闭容器中进行该反应.下列能判断反应达到化学平衡状态的是
ad
ad
(选填编号).
a.c(H2)与c(H2O)的比值保持不变    b.单位时间内有2mol H2消耗时有1mol H2O生成
c.容器中气体密度不再改变             d.容器中气体压强不再改变
(2)温度升高,该化学平衡移动后到达新的平衡,CH3OCH3的产率将
变小
变小
(填“变大”、“变小”或“不变”,下同),混合气体的平均式量将
变小
变小

(3)一定温度和压强下,往体积为20L的容器中通入一定物质的量的H2与CO2,达到平衡时,容器中含有0.1mol二甲醚.计算H2的平均反应速率:
0.03
t
mol/(L.s),t-达到平衡所需的时间(单位:s,可自定)
0.03
t
mol/(L.s),t-达到平衡所需的时间(单位:s,可自定)
(用字母表示所缺少的物理量并指明其含义).
(4)工业上为提高CO2的转化率,采取方法可以是
bc
bc
(选填编号).
a.使用高效催化剂        b.增大体系压强
c.及时除去生成的H2O     d.增加原料气中CO2的比例.
(2012?崇明县二模)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.工业上可利用焦炭与水蒸气在高温下的反应产物(水煤气)合成二甲醚.请回答下列问题:
(1)制水煤气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)+90.8kJ
②2CH3OH(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g)+23.5kJ
③CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)+41.3kJ
总反应:3H2(g)+3CO(g)?CH3OCH3(g)+CO2(g)+Q,其中Q=
246.4
246.4
kJ;
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
c
(填字母代号).
a.低温高压b.加入催化剂c.减少CO2的浓度d.增加CO的浓度
(4)已知某温度下反应②2CH3OH(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g)在一密闭容器中进行到10min时恰好达平衡,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
比较此时正、逆反应速率数值(单位相同)的大小:v(甲醇)
v(水)(填“>”、“<”或“=”).
反应开始时c(CH3OH)=
1.64mol?L-1
1.64mol?L-1
;该时间内的平均反应速率v(CH3OH)=
0.16mol/L?min
0.16mol/L?min
;该温度下反应的平衡常数值为
1.86
1.86
.(精确到0.01)
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
 
(填“>、<或=”)v
(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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