题目内容
(共10分)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: 。
(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: 。
(3)、利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下:
① 2H2(g)
CO(g)
CH3OH(g)
90.8 kJ
② 2CH3OH(g)
CH3OCH3(g)
H2O(g)
23.5 kJ
③ CO(g)
H2O(g)
CO2(g)
H2(g)
41.3 kJ
总反应:3H2(g)
3CO(g)
CH3OCH3(g)
CO2(g)
Q,其中Q
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
(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 |
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:
(甲醇)
(水)(填“>”、“<”或“=”)。
反应开始时
(CH3OH)
;
该时间内的平均反应速率
(CH3OH)
;
该温度下反应的平衡常数值为 。(精确到0.01)
(1).C +H2O
CO +H2 (1分)
(2).H2S+Na2CO3 →NaHS + NaHCO3
(1分)
(3).246.4 (2分) a c (2分)
(4). > (1分) 1.64 mol·L-1 (1分) 0.12mol/L·min (1分) 1.86 (1分)
【解析】(1)碳在高温下和水蒸气反应,即生成水煤气,反应式为C +H2O
CO +H2 。
(2)两种酸式盐分别是NaHS和 NaHCO3,所以方程式为H2S+Na2CO3 →NaHS + NaHCO3 。
(3).根据盖斯定律可知,①×2+②+③即得到3H2(g)
3CO(g)
CH3OCH3(g)
CO2(g)
Q,所以Q=90.8
kJ×2+23.5 kJ+41.3 kJ=246.4kJ。由于正反应是体积减小的、放热的可逆反应,所以a正确。催化剂不能改变平衡状态,b不正确,才是降低生成物的浓度,平衡向正反应方向移动,正确。d中平衡虽然向正反应方向移动,但CO的转化率是降低的,不正确。
(4).根据水利之比是相应的化学计量数之比可知,甲醇的反应速率大于水蒸气的反应速率。平衡时生成水蒸气是0.6mol/L的,则消耗甲醇是1.2mol/L的,所以开始是甲醇的浓度是1.2mol/L+0.44mol/L=1.64mol/L。平衡常数是反应达到化学平衡时,生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值,所以是![]()
(本题共15分)你注意到汽车加油站内的标牌了吗?某些省市加油站提供的汽油标号由90号、93号换成了E90、E93,后者是在汽油中加入了10%的燃料乙醇而制得的乙醇汽油。
【小题1】燃料乙醇的生产过程可由下图表示:![]()
(1)粉碎玉米的目的是: 。
(2)生产过程中为了检验淀粉水解是否完全,可使用试剂是 。
(3)步骤a的操作是( )。
| A.蒸发 | B.萃取 | C.蒸馏 | D.分液 |
(5)以玉米等淀粉原料生产乙醇的化学反应可用下式表示:
根据上述反应式,可以算出100kg淀粉理论上可生产无水乙醇 kg。(相对原子质量:C-12 H-1 O-16)
【小题2】到目前为止,我国已有上百个地市使用乙醇汽油。
(1)为了便于区分燃料乙醇和食用乙醇,常在燃料乙醇中添加少量煤油,这里利用了煤油的物理性质是: 。
(2)含10%乙醇的汽油在储存和运输过程中应特别注意防水,如果混入了水,汽油中会出现的现象是 。
【小题3】右图是燃料乙醇的生产和消费过程示意图。虽然燃料乙醇的使用缓解了汽车能源的紧张状况,但仍存在一些问题。由此可知,燃料乙醇( )
| A.是最理想的绿色能源 |
| B.提供的能量来自于太阳能 |
| C.生产和消费过程对空气没有任何影响 |
| D.生产过程中将消耗大量粮食,以避免粮食过剩 |