题目内容

合成气（CO＋H2）是一种重要的化工原料，在化工生产中具有十分广泛的用途。  可以生产被称为21世纪的新型燃料——甲醇、二甲醚（CH3OCH3）等物质。其工艺流程如下：

 

 （1）写出用合成气生产二甲醚的化学方程式                               。

   （2）尾气循环中涉及到以下反应：CH4（g）＋H2O（g）      CO（g）＋3H2（g）,请写出某温度下该反应的平衡常数表达式                        。

   （3）工业上一般采用下列两种反应合成甲醇：

反应Ⅰ： CO（g）＋2H2（g）      CH3OH（g） 

反应Ⅱ：CO2（g）＋3H2（g）      CH3（g）＋H2O（g）

①下表所列数据是反应在不同温度下的化学平衡常数（K）。

温度

250

300

350

K

2.041

0.270

0.012

由表中数据判断      0（填“＞”、“＝”、“＜”）。

②已和：

CH3OH（g）＋O2（g）     CO2（g）＋2H2（g）  =－192.9kJ·mol－1

H2（g）＋O2（g）     H2O（g）   =－241.8kJ·mol－1

则=             。

（4）以二甲醚、空气、氢氧化钾溶液为原料，铂为电极构成燃料电池。写出该电池负极的电极反应式                                                        。

（1）①2CO＋4H2          CH3OCH3＋H2O   3分

   （2）（其它合理表达也给分）                2分

   （3）① <   2分    ②－48.9kJ·mol－1         3分

   （4）CH3OCH3＋160H一一12e一    2CO23一＋11H2O                3分


解析:
练习册系列答案
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（2010?崇文区二模）面对全球近期的气候异常，环境问题再次成为焦点．SO2、NOx、CO2是对环境影响较大的气体，对他们的合理控制和治理是优化我们生存环境的有效途径．
（1）下列措施中，有利于降低大气中的SO2、NOx、CO2浓度的有
acd
acd
（选填字母）．
a．减少化石燃料的使用，加快开发和利用风能、氢能等新能源
b．使用无磷洗涤用品，减少含磷废物的排放
c．多步行或乘公交车，少用专车或私家车
d．在屋顶安装太阳能热水器为居民提供生活用热水
（2）用甲醇替代作为汽车燃料可降低汽车尾气污染．已知用合成气（CO和H2）合成1mol液态甲醇吸收热量为131.9kJ，2H2（g）+CO2（g）+
32
O2（g）=CO2（g）+2H2O（g）
△H=-594.1kJ/mol，请写出液态甲醇燃烧生成二氧化碳和水蒸气的热化学方程式
2CH3OH（l）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（g）△H=-1452kJ/mol
2CH3OH（l）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（g）△H=-1452kJ/mol
．
（3）现欲以如图所示装置用电化学原理将CO2、SO2转化为重要化工原料．
①若A为CO2，B为H2，C为CH3OH则通入H2的一极为
负
负
极；
②若A为SO2，B为O2，C为H2SO4，则负极的电极反应式为
SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+
SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+
．
（4）①已知：密闭容器中，17℃、1.01×105Pa条件下，2NO2（g）?N2O4（g）△H＜0的平衡常数K=13.3．
当此反应达到平衡时，若c（NO2）=0.030mol/L，则c（N2O4）=
0.012mol/L
0.012mol/L
（保留两位有效数字）；
②若改变上述体系的某个条件，达到新的平衡后，测得混合气体中c（NO2）=0.04mol/L，c（N2O4）=0.007mol/L，则改变的条件是
升高温度
升高温度
．
合成气（CO和H2）是重要的化工原料，在工业生产中有着广泛的应用．
（1）工业上用甲烷和水蒸气在高温条件下发生反应制备合成气（CO和H2），4g甲烷完全反应吸收51.5KJ热量，写该反应的热化学方程式
CH4（g）+H2O（g）=CO（g）+3H2（g）△H=+206KJ/mol
CH4（g）+H2O（g）=CO（g）+3H2（g）△H=+206KJ/mol

（2）已知：CH4（g）+2O2（g）═CO2（g）+2H2O（g）△H=-802kJ?mol-1，由反应（1）制备的合成气10m3（已折成标况），完全燃烧所提供的能量为
1.125×105
1.125×105
kJ
（3）工业上常用合成气来冶炼金属，其中CO还原氧化铁来冶炼生铁方程式如下：
3CO（g）+Fe2O3（s）═3CO2（g）+2Fe（s）△H＜0
①如果上述反应在体积不变的密闭容器中发生，当反应达到平衡时，
AD
AD
．
A．容器中Fe2O3的质量不随时间而变化     B．反应物不再转化为生成物
C．n （CO）：n （CO2）=1：1                D．容器中气体的压强不随时间而变化
②在一个容积为4L的密闭容器中，1000℃时加入4mol CO（g）和足量Fe2O3（s），反应2分钟后达到平衡，测得此时容器内气体的密度为40g/L，求该时间范围内反应的平均反应速率υ（CO2）=
0.375mol/L?min
0.375mol/L?min
、CO的平衡转化率=
75%
75%
、该反应的化学平衡常数K=
27
27
．
③如果在3分钟时向②的平衡体系中再加入2mol CO（g），其它条件不变，经过2分钟反应又达到平衡．请画出②、③c（CO）、c（CO2） 随时间变化的图象．
[化学选修2一化学与技术]
2013年1月9日以来，全国中东部地区陷入严重的雾霾污染空气中，中央气象台将大雾蓝色预警升级至黄色预警．雾霾空气中含有较多的粒径2.5微米至10微米的颗粒物．治理雾霾空气是化学工作者的重要工作．
（1）下列哪些措施可以有效治理雾霾空气
 

A、戴口罩远离烟雾B、合理开发水电、太阳能、风能等清洁能源C、种植绿色植物，提高森林覆盖率D、进行人工降雨，减少颗粒漂浮物．
（2）设法把煤转化为中热值气是煤的综合利用途径之一，中热值气的成分是
 
，其主要用途有
 
、
 
（答两种）．
（3）把燃料设计成燃料电池可提高燃料的燃烧效率．以CO为燃料制作燃料电池，电池的正极通入O2和CO2，负极通入CO，电解质是熔融碳酸钠，工作时负极反应式为
 
，若使用该电池电解熔融Al2O3，制取10.8g Al，则理论上需要氧气的体积为 （标准状况下）
 
L
（4）甲醇是一种重要的化工原料和燃料，工业生产甲醇的常用方法是：
CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H=-90.8KJ/mol
已知：2H2（g）+O2（g）=H2O（l）△H=-571.6KJ/mol
2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H=-566.0KJ/mol
CH3OH（g）=CH3OH（l）△H=-37.3KJ/mol
计算液体CH30H的燃烧热为
 

（5）二甲醚（CH3OCH3）可由合成气（CO和H2）在一定条件下制得．用合成气制二甲醚时，还产生了一种可参与大气循环的、常温为液态的氧化物，写出该反应的化学方程式
 
．
CO和H2是合成多种有机化合物的重要原料，亦称作合成气．CO和H2反应在不同条件下得到不同的产物：
反应条件 主要产物 生成1mol有机物
△H/kJ?mol-1
Cu-ZnO-Cr2O3-MnO，200～400℃，30～40MPa 甲醇 -128
Ni，250～500℃，常压 甲烷（和水蒸气） -206.2
FeO-Co-Ni，150～350℃，0.1～3MPa 人造石油
Ru，150～250℃，10～100MPa 固态烷烃
ThO-ZnO-Al2O3，400～500℃，10～100MPa 异丁烷、异戊烷
Co-Fe，100～200℃，10～20MPa 含氧有机化合物
Rh原子簇配合物，高压液相 乙二醇
（少量乙酸、乙醇）
现有可以由CO和H2在不同条件下合成的A、C、G三种有机化合物，这三种化合物在上表中都已列出．它们及相关的其他物质有如下的转化关系：
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已知：常温常压下，A、B、D均为气态，E和F是同分异构体，将等质量的D和E分别完全燃烧消耗氧气的量、生成二氧化碳和水的量两者都相同．请回答下列问题：
（1）写出D和H的结构简式：D
 
，H
 
；写出由B生成C的反应类型
 
．
（2）G与过量金属钠反应的化学方程式为
 
．
（3）F的银镜反应为
 
．
（4）C可用作燃料电池的燃料，在碱性溶液中此电池负极的电极反应为
 
．
（5）A与水蒸气在一定条件下反应生成合成气CO和H2，其热化学方程式为（注明催化剂）
 
，为了有利于合成气的生成，压强不采用高压而采用常压的原因是
 
，温度应高于
 
．
利用天然气或煤与水蒸气生产出的合成气（H2、CO）生产汽油、甲醇和氨等已经实现了工业化，合成气也可转化成醛、酸、酯等多种产物．下列表述正确的是（　　）
①以天然气生产合成气的反应为置换反应　
②以合成气为原料的反应都是化合反应　
③改变合成气中CO与H2的体积比，可以得到不同产物　
④合成气的转化反应需在适当的温度和压强下通过催化完成　
⑤从合成气出发生成液态烃或醇类有机物是实现“煤变油”的有效途径　
⑥以合成气为原料的反应产物中不可能有烯烃或水．
A、①②④B、②③④C、①②④⑤D、③④⑤

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