题目内容

16.,工业上制二甲醚是在一定温度(230~280℃)、压强(2.0~10.0MPa)和催化剂作用进行的,反应器中发生了下列反应:
CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g);△H1=-90.7kJ•mol-1①
2CH3OH(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g);△H2=-23.5kJ•mol-1②
CO(g)+H2O?(g)CO2(g)+H2(g);△H3=-41.2kJ•mol-1③
(1)反应器中的总反应可表示为3CO(g)+3H2(g)?CH3OCH3(g)+CO2(g),该反应的△H=-246.1kJ/mol.在密闭容器中,开始投人3molCO和3molH2并在一定条件下达到平衡.该反应放出的热量为小于246.1kJ,简述理由:因为反应是可逆的,不能进行完全.
(2)二氧化碳使大气中含量最高的一种温室气体,控制和治理二氧化碳是解决温室效应的有效途径.目前,由二氧化碳合成二甲醚已取得了较大的进展,化学反应与能量关系如图所示.写出该反应的热化学方程式:CO2(g)+6H2(g)═CH3OCH3(g)+3H2O(g)△H=(b-a)kJ/mol.

分析 (1)由反应①CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H=-90.7kJ•mol-1,②2CH3OH(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g)△H=-23.5kJ•mol-1,③CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)△H=-41.2kJ•mol-1,将①×2+②+③得3CO(g)+3H2(g)?CH3OCH3(g)+CO2(g)根据盖斯定律可计算反应的△H;
(2)根据盖斯定律结合热化学方程式的书写知识来进行回答.

解答 解:(1)①已知:①CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H=-90.7kJ/mol,②2CH3OH(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g)△H=-23.5kJ/mol,③CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)△H=-41.2kJ/mol,由盖斯定律可知,①×2+②+③得3CO(g)+3H2(g)?CH3OCH3(g)+CO2(g)△H=-246.1kJ/mol,在密闭容器中,开始投人3molCO和3molH2并在一定条件下达到平衡,该反应放出的热量小于246.1kJ,因为反应是可逆的,不能进行完全,
故答案为:-246.1kJ/mol;小于246.1kJ;因为反应是可逆的,不能进行完全;
(2)根据图示信息得到由二氧化碳合成二甲醚的反应是吸热的,该反应的热化学方程式为;CO2(g)+6H2(g)═CH3OCH3(g)+3H2O(g)△H=(b-a)kJ/mol;故答案为:CO2(g)+6H2(g)═CH3OCH3(g)+3H2O(g)△H=(b-a)kJ/mol.

点评 本题考查学生盖斯定律的应用以及热化学方程式的书写知识,注意知识的归纳和梳理是解题的关键,难度中等.

练习册系列答案
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4.乙酰苯胺是常用的医药中间体,可由苯胺与乙酸制备.反应的化学方程式如下:

有关化合物的物理性质见下表:
化合物密度(g.cm-3)溶解性熔点(℃)沸点(℃)
乙酸1.05易溶于水、乙醇17118
苯胺1.02微溶于水,易溶于乙醇-6184
乙酰苯胺-微溶于冷水,可溶于热水,易溶于乙醇114304
合成:
方案甲:采用装置甲(分馏柱的作用类似于石油分馏中的分馏塔).在圆底烧瓶中加入5,0mL 苯胺、7.4mL乙酸,加热至沸,控制温度计读数100~105℃,保持液体平缓流出,反应40min后停止加热.将圆底烧瓶中的液体趁热倒入盛有100mL水的烧杯,冷却后有乙酰苯胺固体析出,过滤得粗产物.
方案乙:采用装置乙,加热回流,反应40min后停止加热.其余与方案甲相同.
提纯:甲乙两方案均采用重结晶方法.操作如下:
①加热溶解→②活性炭脱色→③趁热过滤→④冷却结晶→⑤过滤→⑥洗涤→⑦干燥
请回答:
(1)仪器a的名称是冷凝管,b处水流方向是出水(填“进水”或“出水”).
(2)合成步骤中,乙酰苯胺固体析出后,过滤分离出粗产物.留在滤液中的主要物质是乙酸.
(3)提纯过程中的第③步,过滤要趁热的理由是防止温度降低导致乙酰苯胺析出,降低产率.
(4)提纯过程第⑥步洗涤,下列洗涤剂中最合适的是A.
A.蒸馏水      B.乙醇       C.5%Na2CO3溶液       D.饱和NaCl溶液
(5)从投料量分析,为提高乙酰苯胺产率,甲乙两种方案均采取的措施是乙酸过量;实验结果表明方案甲的产率较高,原因是方案甲将反应过程中生成的水蒸出,促进反应.

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