精英家教网目前,全国多个地区为雾霾所困,氮氧化物是造成雾霾天气的主要原因之一.消除氮氧化物有多种方法.在汽车上安装三效催化转化器,可使汽车尾气中的主要污染物(CO、NOx、碳氢化合物)进行相互反应,生成无毒物质,减少汽车尾气污染.
已知:N2(g)+O2(g)═2NO(g);△H=+180.5kJ/mo1
2C(s)+O2(g)═2CO(g);△H=-221.0kJ/mo1
C(s)+O2(g)═CO2(g);△H=-393.5kJ/mo1
(1)汽车启动后,汽缸温度越高,单位时间内NO排放量越大,原因是
 
.汽车燃油不完全燃烧时产生CO,有人设想按下列反应除去CO:2CO(g)═2C(s)+O2(g),简述该设想能否实现的依据:
 

(2)汽车尾气中转化器中发生的反应:2NO(g)+2CO(g)═N2(g)+2CO2(g)△H=
 

(3)在一定温度下,在体积2L的密闭容器中充入0.8mol NO和0.7mol CO,5s达到平衡状态,此时容器中N2的体积分数为0.25.
①达到平衡时N2平均反应速率v(N2)=
 
mol?L-1?s?1,则该反应的平衡常数K=
 
;若升高体系的温度,K值将
 
(填“增加”、“减小”或“不变”).
②如图,在t2时刻,将容器的容积迅速扩大到原来的2倍,在其他条件不变的情况下,t3时刻达到新的平衡状态.请在图中补充画出从t2到t4时刻正反应速率随时间的变化曲线:
(4)如果要净化汽车尾气同时提高该反应的速率和NO的转化率,采取的措施是
 

A.降低温度                B.增大压强同时加催化剂
C.升高温度同时充入N2       D.及时将CO2和N2从反应体系中移走.
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:
 
精英家教网能源是制约国家发展进程的因素之一.甲醇、二甲醚等被称为2 1世纪的绿色能源,工业上利用天然气为主要原料与二氧化碳、水蒸气在一定条件下制备合成气(CO、H2),再制成甲醇、二甲醚.
(1)工业上,可以分离合成气中的氢气,用于合成氨,常用醋酸二氨合亚铜[Cu(NH32]AC溶液(AC=CH3COO-)来吸收合成气中的一氧化碳,其反应原理为:[Cu(NH32]AC(aq)+CO(g)+NH3(g)?[Cu(NH33]AC?CO(aq)△H<0常压下,将吸收一氧化碳的溶液处理重新获得[Cu(NH32]AC溶液的措施是
 

(2)工业上一般采用下列两种反应合成甲醇:
反应a:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.0kJ/mol;反应b:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H<0
①对于反应a,某温度下,将4.0mol CO2(g)和12.0mol H2(g)充入容积为2L的密闭容器中,反应到达平衡时,测得甲醇蒸气的体积分数为30%,则该温度下反应的平衡常数为
 

②对于反应b,某温度下,将1.0mol CO(g)和2.0mol H2(g)充入固定容积的密闭容器中,反应到达平衡时,改变温度和压强,平衡体系中CH3OH的物质的量分数变化情况如图所示,于温和压强的关系判断正确的是
 
;(填字母代号)
 A.p3>p2,T3>T2  B.p2>p4,T4>T2   C.p1>p3,T1>T3    D.p1>p4,T2>T3
(3)CO可以合成二甲醚,二甲醚可以作为燃料电池的原料,化学反应原理为:CO(g)+4H2(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g)△H<0
①在恒容密闭容器里按体积比为1:4充入一氧化碳和氢气,一定条件下反应达到平衡状态.当改变反应的某一个条件后,下列变化能说明平衡一定向正反应方向移动的是
 

A.逆反应速率先增大后减小
B.反应物的体积百分含量减小
C.正反应速率先增大后减小
D.化学平衡常数K值增大
②写出二甲醚碱性燃料电池的负极电极反应式
 

③己知参与电极反应的电极材料单位质量放出电能的大小称为该电池的比能量.关于二甲醚碱性燃料电池与乙醇碱性燃料电池,下列说法正确的是
 
(填字母)
A.两种燃料互为同分异构体,分子式和摩尔质量相同,比能量相同
B.两种燃料所含共价键数目相同,断键时所需能量相同,比能量相同
C.两种燃料所含共价键类型不同,断键时所需能量不同,比能量不同
(4)已知lg二甲醚气体完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量为31.63kJ,请写出表示二甲醚燃烧热的热化学方程式
 
二甲醚(DME)被誉为“21世纪的清洁燃料”.由合成气制备二甲醚的主要原理如下:
①CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H1=-90.7kJ?mol-1
②2CH3OH(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g)△H2=-23.5kJ?mol-1
③CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)△H3=-41.2kJ?mol-1
回答下列问题:
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(1)则反应3H2(g)+3CO(g)?CH3OCH3(g)+CO2(g)的△H=
 
kJ?mol-1
(2)下列措施中,能提高CH3OCH3产率的有
 

A.使用过量的CO          B.升高温度             C.增大压强
(3)反应③能提高CH3OCH3的产率,原因是
 

(4)将合成气以
n(H2)
n(CO)
=2通入1L的反应器中,一定条件下发生反应:
4H2(g)+2CO(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g)△H,其CO的平衡转化率随温度、压强变化关系如图1所示,下列说法正确的是
 

A.△H<0
B.P1<P2<P3
C.若在P3和316℃时,起始时
n(H2)
n(CO)
=3,则达到平衡时,CO转化率小于50%
(5)采用一种新型的催化剂(主要成分是Cu-Mn的合金),利用CO和H2制备二甲醚.观察图2回答问题.催化剂中
n(Mn)
n(Cu)
约为
 
时最有利于二甲醚的合成.
(6)图3为绿色电源“二甲醚燃料电池”的工作原理示意图,a电极的电极反应式为
 

(7)甲醇液相脱水法制二甲醚的原理是:CH3OH+H2SO4→CH3HSO4+H2O,CH3HSO4+CH3OH→CH3OCH3+H2SO4.与合成气制备二甲醚比较,该工艺的优点是反应温度低,转化率高,其缺点是
 
 0  60478  60486  60492  60496  60502  60504  60508  60514  60516  60522  60528  60532  60534  60538  60544  60546  60552  60556  60558  60562  60564  60568  60570  60572  60573  60574  60576  60577  60578  60580  60582  60586  60588  60592  60594  60598  60604  60606  60612  60616  60618  60622  60628  60634  60636  60642  60646  60648  60654  60658  60664  60672  203614 

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