题目内容

（14分）Ⅰ．在一定条件下，科学家利用从烟道气中分离出CO2与太阳能电池电解水产生的H2合成甲醇，其过程如下图所示，试回答下列问题：

(1)该合成路线对于环境保护的价值在于         。

(2)15～20%的乙醇胺（HOCH2CH2NH2）水溶液具有弱碱性，上述合成线路中用作CO2吸收剂。用离子方程式表示乙醇胺水溶液呈弱碱性的原因         。

(3)CH3OH、H2的燃烧热分别为：△H＝－725.5kJ/mol、△H＝－285.8kJ/mol，写出工业上以CO2、H2合成CH3OH的热化学方程式：                                。

Ⅱ．将燃煤废气中的CO2转化为甲醚的反应原理为：

2CO2(g) + 6H2(g)CH3OCH3(g) + 3H2O(g)

已知一定压强下，该反应在不同温度、不同投料比时，CO2的转化率见下表：

投料比[n(H2) / n(CO2)]

500 K

600 K

700 K

800 K

1.5

45%

33%

20%

12%

2.0

60%

43%

28%

15%

3.0

83%

62%

37%

22%

(4)该反应的焓变△H      0，熵变△S___0（填＞、＜或＝）。

(5)用甲醚作为燃料电池原料，在碱性介质中该电池负极的电极反应式            。若以1.12 L·min-1（标准状况）的速率向该电池中通入甲醚（沸点为-24.9 ℃），用该电池电解500 mL 2 mol·L-1 CuSO4溶液，通电0.50 min后，理论上可析出金属铜      g。

 

【答案】

⑴ 有利于防止温室效应

⑵ HOCH2CH2NH2 ＋ H2OHOCH2CH2NH3＋＋ OH－]

⑶ CO2(g)＋3H2(g)→CH3OH(l)＋H2O(l)   △H＝－131.9kJ/mol（3分）

(4) ＜（1分），＜（1分）    （5）CH3OCH3 －12e－ ＋16OH－＝2CO32－ ＋11H2O  

(6)9.6（3分）

【解析】⑵HOCH2CH2NH2 中的-NH2为碱性基团，能结合水电离出的H+，使水的电离平衡正向移动，OH-浓度增大，导致溶液中C（H+）＜C（OH-），故乙醇胺水溶液呈弱碱性；

（3）由题意，得下列热化学方程式：

        CH3OH（l）+3/2O2(g) →CO2(g)+2H2O(l)   △H＝－725.5kJ/mol   ①

        H2(g)+1/2 O2(g)→H2O(l)      △H＝－285.8kJ/mol   ②

②×3-①，得：CO2(g)＋3H2(g)→CH3OH(l)＋H2O(l)   △H＝－131.9kJ/mol

（4）利用表格中的任同一横行数据分析：温度越高，CO2的转化率越小，即升温，平衡逆向移动，则说明逆向为吸热反应，故正向为放热反应，△H＜0；

熵值表示体系的混乱度，该反应中由反应物到生成物气体的体积减小（2+8变到1+3），故体系的混乱度减小，△S＜0；

（5）在甲醚燃料电池中，发生甲醚的燃烧反应，而在该反应中甲醚失电子做还原剂，故在碱性介质中负极的电极反应式为CH3OCH3 －12e－ ＋16OH－＝2CO32－ ＋11H2O ①；

用甲醚燃料电池做电源，电解CuSO4溶液时，回路中电荷守恒，则：

           Cu2++2e-=Cu    ②

由①②，得：CH3OCH3 －12e－— 6 Cu

                1               6

(1.12 L·min-1×0.50 min)/22.4L.mol-1 

=0.025 mol          n(Cu)

    故n(Cu)= 0.025 mol×6=0.15 mol，m(Cu)= 0.15 mol×64g/mol=9.6g；

 

练习册系列答案
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现有如下反应过程：
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（1）写出有机物A和C的结构简式：
A：
 
                 C：
 
．
（2）上述反应中属于消去反应的是：
 
．
（3）写出反应⑤的化学方程式：
 
．
（4）在E的多种同分异构体中，有一种同分异构体F具有环状结构，且无甲基，在一定条件下能发生加聚反应生成高聚物．写出F发生加聚反应的化学方程式：
 
．

化合物A经李比希法和质谱法分析得知其相对分子质量为136，分子式C8H8O2。A分子中只含一个苯环且苯环上只有一个取代基，其核磁共振氢谱与红外光谱如图。关于A的下列说法中，不正确的是科网]

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C．符合题中A分子结构特征的有机物只有一种

D．与A属于同类化合物的同分异构体只有2种

 

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反应① 2CH3OH(l)＋H2S(g)＝(CH3)2S(l) ＋2H2O(l)  △H＝―akJ·mol-1

反应② (CH3)2S(l)＋NO2(g)＝(CH3)2SO(l)＋NO(g)   △H＝－bkJ··mol-1

反应③ 2NO(g)＋O2(g)＝2NO2(g)                 △H＝－ckJ·mol-1

（1）写出用甲硫醚直接和氧气反应制取二甲基亚砜的热化学反应方程式

     ___________________________________________________，

（2）能说明反应2CH3OH(l)＋H2S(g)      (CH3)2S(l) ＋2H2O(l)达平衡状态的是____________ 。

A. v(CH3OH) = 2v(H2S)                   

B. 恒容容器中，体系的压强不再改变

C. 恒容容器中，体系中气体的密度不再改变

D. 恒容容器中，气体的摩尔质量不再改变

（3）反应③在一定条件下可达到平衡，则此条件下该反应平衡常数表达式K= ____________________。

（4）N2O5是一种新型绿色硝化剂，其制备方法有以下两种。

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常温下，该反应能逆向自发进行，则逆向反应的△S __________ 0（填“＞、＜”或“＝”）

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⑴ 请确定并写出甲的分子式        ；

写出满足下列条件甲的同分异构体的结构简式           ；

①与甲同类 ②能发生应银镜反应[来源:学#科#网]

     ⑵ E → F 的反应类型为        反应；[来源:Z|xx|k.Com]

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     ⑷ B →D的反应化学方程式为                             ；

⑸写出C与Ag(NH3)2OH反应的化学方程式                   。

 

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