摘要:⑴加成反应,⑵甲醇,⑶能.分子链中有许多亲水基(-OH). ⑷ ⑸
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甲醇是基础有机化工原料和新型清洁燃料,广泛用于制造各种燃料电池.工业上以甲烷和水蒸气为原料制备甲醇,反应过程如下.

反应Ⅰ:CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g)△H1
反应Ⅱ:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H2 (△H2<0=
(1)图1是反应Ⅰ进行过程中的能量变化示意图.根据图象判断,升高温度,反应I的平衡常数将 (填“增大”、“减小”或“不变”).
(2)已知在催化剂和一定压强下,反应Ⅱ能自发进行.在容积为1L的恒容容器中,分别研究在230℃、250℃和270℃三种温度下合成甲醇的规律.
图2是上述三种温度下不同的H2和CO的起始组成比(起始时CO的物质的量均为1mol)与CO平衡转化率的关系,则曲线Z对应的温度是 ;该温度下上述反应的化学平衡常数为 .
(3)图3甲是一种甲醇燃料电池的结构示意图,甲醇提供质子和电子,电子经外电路到达另一极与氧气反应,电池总反应为2CH3OH+3O2
2CO2+4H2O.
①M电极的电极反应式为 .
②以上述电池做电源,用图3乙所示装置,在实验室中模拟铝制品表面“钝化”处理的过程中,发现Al电极附近逐渐变浑浊并有气泡逸出,原因是(用离子方程式表示): .Al电极应接燃料电池的 (填“M”或“N”)极.
(4)合成甲醇时可选用CuCl为催化剂.CuCl是不溶于水的白色固体,制备时向CuCl2溶液中加入过量铜粉,发生反应CuCl2+Cu═2CuCl.在实验过程中应先加入浓盐酸,发生反应CuCl+HCl?H[CuCl2].反应结束后将溶液倒入蒸馏水中有CuCl生成.实验过程中加入浓盐酸的目的是 .当c(Cl-)=2×10-3mol?L-1时,c(Cu+)= mol?L-1.已知:Ksp(CuCl)=1.7×10-7.
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反应Ⅰ:CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g)△H1
反应Ⅱ:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H2 (△H2<0=
(1)图1是反应Ⅰ进行过程中的能量变化示意图.根据图象判断,升高温度,反应I的平衡常数将
(2)已知在催化剂和一定压强下,反应Ⅱ能自发进行.在容积为1L的恒容容器中,分别研究在230℃、250℃和270℃三种温度下合成甲醇的规律.
图2是上述三种温度下不同的H2和CO的起始组成比(起始时CO的物质的量均为1mol)与CO平衡转化率的关系,则曲线Z对应的温度是
(3)图3甲是一种甲醇燃料电池的结构示意图,甲醇提供质子和电子,电子经外电路到达另一极与氧气反应,电池总反应为2CH3OH+3O2
| ||
①M电极的电极反应式为
②以上述电池做电源,用图3乙所示装置,在实验室中模拟铝制品表面“钝化”处理的过程中,发现Al电极附近逐渐变浑浊并有气泡逸出,原因是(用离子方程式表示):
(4)合成甲醇时可选用CuCl为催化剂.CuCl是不溶于水的白色固体,制备时向CuCl2溶液中加入过量铜粉,发生反应CuCl2+Cu═2CuCl.在实验过程中应先加入浓盐酸,发生反应CuCl+HCl?H[CuCl2].反应结束后将溶液倒入蒸馏水中有CuCl生成.实验过程中加入浓盐酸的目的是
二甲醚(CH3OCH3)和甲醇(CH3OH)被称为21世纪的新型燃料,具有清洁、高效等优良的性能.以CH4和H2O为原料制备二甲醚和甲醇的工业流程如下:

(1)催化反应室B中CO与H2合成二甲醚的化学方程式为
(2)催化反应室A中发生的反应为:
CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g)…(I)
CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)…(Ⅱ)
催化反应室C中发生的反应为:
CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)…(Ⅲ)
CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)…(Ⅳ)
①已知:原子利用率=
×100%,试求反应(Ⅳ)的原子利用率为
②反应(Ⅳ)的△S
③在压强为5MPa,体积为VL的反应室c中,amol CO与20mol H2在催化剂作用下发生反应(Ⅲ)生成甲醇,CO的’转化率与温度的关系如图.则该反应的△H
(用含字母的代数式表示).
(3)我国某科研所提供一种碱性“直接二甲醚燃料电池”.该燃料电池负极的电极反应式为:
CH3OCH3-12e-+16OH-=2CO2-3+11H2O.有人提出了一种利用氯碱工业产品治理含二氧化硫(体积分数为x)废气的方法如下:
①将含SO2的废气通入电解饱和食盐水所得溶液中,得NaHSO3溶液;
②将电解饱和食盐水所得气体反应后制得盐酸;
③将盐酸加入NaHSO3溶液中得SO2气体回收.
用上述碱性“直接二甲醚燃料电池”电解食盐水来处理标准状况下VL的废气,计算消耗二甲醚的质量
g
g.
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(1)催化反应室B中CO与H2合成二甲醚的化学方程式为
2CO+4H2
CH3OCH3+H2O
| ||
| △ |
2CO+4H2
CH3OCH3+H2O
.
| ||
| △ |
(2)催化反应室A中发生的反应为:
CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g)…(I)
CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)…(Ⅱ)
催化反应室C中发生的反应为:
CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)…(Ⅲ)
CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)…(Ⅳ)
①已知:原子利用率=
| 预期产物的相对分子质量 |
| 全部生成物质的相对分子质量总和 |
64%
64%
.②反应(Ⅳ)的△S
<
<
0(填“>”、“=”或“<”).③在压强为5MPa,体积为VL的反应室c中,amol CO与20mol H2在催化剂作用下发生反应(Ⅲ)生成甲醇,CO的’转化率与温度的关系如图.则该反应的△H
<
<
0(填“>”、“=”或“<”).300℃时该反应的平衡常数K=| a1V2 |
| 4a2(1-a1) |
| a1V2 |
| 4a2(1-a1) |
(3)我国某科研所提供一种碱性“直接二甲醚燃料电池”.该燃料电池负极的电极反应式为:
CH3OCH3-12e-+16OH-=2CO2-3+11H2O.有人提出了一种利用氯碱工业产品治理含二氧化硫(体积分数为x)废气的方法如下:
①将含SO2的废气通入电解饱和食盐水所得溶液中,得NaHSO3溶液;
②将电解饱和食盐水所得气体反应后制得盐酸;
③将盐酸加入NaHSO3溶液中得SO2气体回收.
用上述碱性“直接二甲醚燃料电池”电解食盐水来处理标准状况下VL的废气,计算消耗二甲醚的质量
| 23V |
| 134.4 |
| 23V |
| 134.4 |
请回答下列问题:
(1)在“图1”中,曲线
(2)下列说法正确的是
A.起始充入的CO为1mol
B.增加CO浓度,CO的转化率增大
C.容器中压强恒定时,反应已达平衡状态
D.保持温度和密闭容器容积不变,再充入1mol CO和2mol H2,再次达到平衡时n(CH3OH)/n(CO)会减小
(3)从反应开始到建立平衡,v(H2)=
(4)请在“图3”中画出平衡时甲醇百分含量(纵坐标)随温度(横坐标)变化的曲线,要求画压强不同的2条曲线(在曲线上标出P1、P2,且P1<P2).
(5)已知CH3OH(g)+
| 3 | 2 |
(6)甲醇对水质会造成一定的污染,有一种电化学法可消除这种污染,其原理是:将Co2+氧化成Co3+,然后以Co3+做氧化剂把水中的甲醇氧化成CO2而净化.写出用Co3+除去甲醇的离子方程式
工业上用CO生产燃料甲醇,一定条件下发生反应:CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)。图1表示反应中能量的变化;图2表示一定温度下,在体积为2 L的密闭容器中加入4 mol H2和一定量的CO后,CO和CH3OH(g)的浓度随时间变化。![]()
请回答下列问题:
(1)在“图1”中,曲线________(填:a或b)表示使用了催化剂;该反应属于________(填:吸热、放热)反应。
(2)下列说法正确的是________。
| A.起始充入的CO为1 mol |
| B.增加CO浓度,CO的转化率增大 |
| C.容器中压强恒定时,反应已达平衡状态 |
| D.保持温度和密闭容器容积不变,再充入1 mol CO和2 mol H2,再次达到平衡时n(CH3OH)/n(CO)会减小 |
(4)请在“图3”中画出平衡时甲醇百分含量(纵坐标)随温度(横坐标)变化的曲线,要求画压强不同的2条曲线(在曲线上标出P1、P2,且P1<P2)。
(5)已知CH3OH(g)+
又知H2O(l)=H2O(g) ΔH=+44 kJ/mol,请写出32 g的CH3OH(g)完全燃烧生成液态水的热化学方程式
______________________________________________________________________。
(6)甲醇对水质会造成一定的污染,有一种电化学法可消除这种污染,其原理是:将Co2+氧化成Co3+,然后以Co3+做氧化剂把水中的甲醇氧化成CO2而净化。写出用Co3+除去甲醇的离子方程式 。 查看习题详情和答案>>
工业上用CO生产燃料甲醇。一定条件下发生反应:CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)。图1表示反应中能量的变化;图2表示一定温度下,在体积为2L的密闭容器中加入4mol H2和一定量的CO后,CO和CH3OH(g)的浓度随时间变化。
(1)在“图1”中,曲线_______(填:a或b)表示使用了催化剂;该反应属于_______(填:吸热、放热)反应。
(2)下列说法正确的是______________
A.起始充入的CO为2mol
B.增加CO浓度,CO的转化率增大
C.容器中压强恒定时,反应已达平衡状态
D.保持温度和密闭容器容积不变,再充入1molCO和2molH2,再次达到平衡时 n(CH3OH)/n(CO)会减小
(3)从反应开始到建成平衡, v(H2)=________;已知:在一定温度下,当一个可逆反应达到化学平衡时,生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数,这个常数就是该反应的化学平衡常数,那么在该温度下CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)的化学平衡常数为_______________ 。若保持其它条件不变,将反应体系升温,则该反应化学平衡常数____(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(4)请在“图3”中画出平衡时甲醇百分含量(纵坐标)随温度(横坐标)变化的曲线,要求画压强不同的2条曲线(在曲线上标出P1、P2,且P1<P2)。
(5)有一类甲醇质子交换膜燃料电池,需将甲醇蒸气转化为氢气,两种反应原理是
A、CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g) ΔH=+49.0kJ/mol
B、CH3OH(g)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-192.9kJ/mol
又知H2O(l)= H2O(g) ΔH=+44 kJ/mol,
请写出32g的CH3OH(g)完全燃烧生成液态水的热化学方程式____________________。
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(2)下列说法正确的是______________
A.起始充入的CO为2mol
B.增加CO浓度,CO的转化率增大
C.容器中压强恒定时,反应已达平衡状态
D.保持温度和密闭容器容积不变,再充入1molCO和2molH2,再次达到平衡时 n(CH3OH)/n(CO)会减小
(3)从反应开始到建成平衡, v(H2)=________;已知:在一定温度下,当一个可逆反应达到化学平衡时,生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数,这个常数就是该反应的化学平衡常数,那么在该温度下CO(g)+2H2(g)
(4)请在“图3”中画出平衡时甲醇百分含量(纵坐标)随温度(横坐标)变化的曲线,要求画压强不同的2条曲线(在曲线上标出P1、P2,且P1<P2)。
(5)有一类甲醇质子交换膜燃料电池,需将甲醇蒸气转化为氢气,两种反应原理是
A、CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g) ΔH=+49.0kJ/mol
B、CH3OH(g)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-192.9kJ/mol
又知H2O(l)= H2O(g) ΔH=+44 kJ/mol,
请写出32g的CH3OH(g)完全燃烧生成液态水的热化学方程式____________________。