二甲醚(CH3OCH3)是一種重要的精細(xì)化工產(chǎn)品,被認(rèn)為是二十一世紀(jì)最有潛力的燃料[ 已知:CH3OCH3(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(1) △H=-1455kJ/mol ]。同時(shí)它也可以作為制冷劑而替代氟氯代烴。工業(yè)上制備二甲醚的主要方法經(jīng)歷了三個(gè)階段:
①甲醇液體在濃硫酸作用下或甲醇?xì)怏w在催化作用下直接脫水制二甲醚; 2CH3OH CH3OCH3+H2O
②合成氣CO與H2直接合成二甲醚: 3H2(g)+3CO(g)CH3OCH3(g)+CO2(g) △H=-247kJ/mol
③天然氣與水蒸氣反應(yīng)制備二甲醚。以CH4和H2O為原料制備二甲醚和甲醇工業(yè)流程如下:
(1)寫出CO(g)、H2(g)、O2(g)反應(yīng)生成CO2(g)和H2O(1)的熱化學(xué)方程式(結(jié)果保留一位小數(shù))
(2)在反應(yīng)室2中,一定條件下發(fā)生反應(yīng)3H2(g)+3CO(g)CH3OCH3(g)+CO2(g)在密閉容器中達(dá)到平衡后,要提高CO的轉(zhuǎn)化率,可以采取的措施是
A.低溫高壓 B.加催化劑 C.增加CO濃度 D.分離出二甲醚
(3)在反應(yīng)室3中,在一定溫度和壓強(qiáng)條件下發(fā)生了反應(yīng):3H2(g)+CO2(g) CH3OH(g)+H2O (g) △H<0反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),改變溫度(T)和壓強(qiáng)(P),反應(yīng)混合物CH3OH“物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)”變化情況如圖所示,關(guān)于溫度(T)和壓強(qiáng)(P)的關(guān)系判斷正確的是 (填序號(hào))
A.P3>P2 T3>T2 B.P2>P4 T4>T2
C.P1>P3 T1>T3 D.P1>P4 T2>T3
(4)反應(yīng)室1中發(fā)生反應(yīng):CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) △H>0寫出平衡常數(shù)的表達(dá)式:
如果溫度降低,該反應(yīng)的平衡常數(shù) (填“不變”、“變大”、“變小”)
(5)如圖為綠色電源“二甲醚燃料電池”的工作原理示意圖則a電極的反應(yīng)式為:________________
(6)下列判斷中正確的是_______
A.向燒杯a中加入少量K3[Fe(CN)6]溶液,有藍(lán)色沉淀生成
B.燒杯b中發(fā)生反應(yīng)為2Zn-4eˉ =2Zn2+
C.電子從Zn極流出,流入Fe極,經(jīng)鹽橋回到Zn極
D.燒杯a中發(fā)生反應(yīng)O2 + 4H++ 4eˉ = 2H2O,溶液pH降低
(1)CO(g)+H2(g)+O2(g) CO2(g)+H2O(l) △H=—567.3kJ/mol
(2)AD (3)C D (4)k=,變小
(5)CH3OCH3-12e-+16OH-=2CO32-+11 H2O(6)B
解析試題分析:(1)將CH3OCH3(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(1) △H=-1455kJ/mol 和3H2(g)+3CO(g) CH3OCH3(g)+CO2(g) △H=-247kJ/mol相加,整理可得:CO(g)+H2(g)+O2(g) CO2(g)+H2O(l) △H=—567.3kJ/mol。(2)由于反應(yīng)3H2(g)+3CO(g)CH3OCH3(g)+CO2(g) △H=-247kJ/mol的正反應(yīng)是個(gè)氣體體積減小的放熱反應(yīng),所以達(dá)到平衡后,要提高CO的轉(zhuǎn)化率,即是平衡正向移動(dòng),應(yīng)該低溫高壓或分離出二甲醚。加入加催化劑只能縮短達(dá)到平衡所需要的時(shí)間,但平衡不發(fā)生移動(dòng)。若 增加CO濃度,平衡正向移動(dòng),轉(zhuǎn)化量增加,但加入量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于平衡轉(zhuǎn)化消耗量,所以CO的轉(zhuǎn)化率反而降低。選項(xiàng)為AD。(3)反應(yīng)3H2(g)+CO2(g) CH3OH(g)+H2O (g) △H<0達(dá)到平衡后,若增大壓強(qiáng)或降低溫度,平衡正向移動(dòng),CH3OH的含量增加;若降低壓強(qiáng)或升高溫度,平衡逆向移動(dòng),CH3OH的含量減少。則A.P2>P3,T2>T3.錯(cuò)誤。B.P2>P4 T2>T4.錯(cuò)誤。C.P1>P3 ,, T1>T3正確。D.P1>P4,T2>T3。正確。(4)反CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) △H>0的化學(xué)平衡常數(shù)的表達(dá)式為k=如果溫度降低,根據(jù)平衡移動(dòng)原理;瘜W(xué)平衡向放熱反應(yīng)方向(即向逆反應(yīng)方向)移動(dòng),所以該反應(yīng)的平衡常數(shù)減小。(5)在燃料電池“二甲醚燃料電池”中,通入燃料的電極a電極為負(fù)極,電極的反應(yīng)式為CH3OCH3-12e-+16OH-=2CO32-+11 H2O。(6)A.由于活動(dòng)性Zn>Fe,所以是Zn失去電子,作負(fù)極。Fe作正極。因?yàn)镕e未發(fā)生氧化反應(yīng),所以向燒杯a中加入少量K3[Fe(CN)6]溶液,不會(huì)有藍(lán)色沉淀生成。A錯(cuò)誤,B正確。C. 電子從Zn極流出,流入Fe極,在溶液中陽(yáng)離子從負(fù)極向正極移動(dòng),陰離子從正極相負(fù)極移動(dòng),從而形成閉合回路。錯(cuò)誤.D.NaCl溶液呈中性,所以在燒杯a中發(fā)生反應(yīng)O2 + 2H2O + 4eˉ =4OH-,溶液pH升高。錯(cuò)誤。
考點(diǎn):考查熱化學(xué)方程式的書寫、外界條件對(duì)化學(xué)平衡的影響、化學(xué)平衡常數(shù)的含義及應(yīng)用、原電池工作原理及正誤判斷的知識(shí)。
年級(jí) | 高中課程 | 年級(jí) | 初中課程 |
高一 | 高一免費(fèi)課程推薦! | 初一 | 初一免費(fèi)課程推薦! |
高二 | 高二免費(fèi)課程推薦! | 初二 | 初二免費(fèi)課程推薦! |
高三 | 高三免費(fèi)課程推薦! | 初三 | 初三免費(fèi)課程推薦! |
科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
當(dāng)前環(huán)境問(wèn)題是一個(gè)全球重視的問(wèn)題,引起環(huán)境問(wèn)題的氣體常見的有溫室氣體CO2、
污染性氣體NOx、SOx等。如果對(duì)這些氣體加以利用就可以成為重要的能源,既解決了對(duì)環(huán)境的污染,又解決了部分能源危機(jī)問(wèn)題。
(1)二氧化碳是地球溫室效應(yīng)的罪魁禍?zhǔn)祝壳叭藗兲幚矶趸嫉姆椒ㄖ皇鞘蛊渑c氫氣反應(yīng)合成甲醇,甲醇是汽車燃料電池的重要燃料。CO2與H2反應(yīng)制備CH3OH和H2O的化學(xué)方程式為
(2)在高溫下一氧化碳可將二氧化硫還原為單質(zhì)硫。
已知:
①C(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH1=-393.5 kJ·mol-1
②CO2(g)+C(s)=2CO(g)ΔH2=+172.5 kJ·mol-1
③S(s)+O2(g)=SO2(g)ΔH3=-296.0 kJ·mol-1
請(qǐng)寫出CO與SO2反應(yīng)的熱化學(xué)方程式 。
(3)硝酸廠常用催化還原方法處理尾氣。CH4在催化條件下可以將NO2還原為N2。
已知:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-889.6 kJ·mol-1①
N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)ΔH=+67.7 kJ·mol-1②
則CH4還原NO2生成水蒸氣和氮?dú)獾臒峄瘜W(xué)方程式是 。
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
在25 ℃、101 kPa的條件下,斷裂1 mol H—H鍵吸收436 kJ能量,斷裂1 mol Cl—Cl鍵吸收243 kJ能量,形成1 mol H—Cl鍵放出431 kJ能量。H2+Cl2===2HCl的化學(xué)反應(yīng)可用下圖表示:
請(qǐng)回答下列有關(guān)問(wèn)題:
(1)反應(yīng)物斷鍵吸收的總能量為________。
(2)生成物成鍵放出的總能量為________。
(3)判斷H2+Cl2===2HCl是________(填“吸收”或“放出”)能量。
(4)反應(yīng)物的總能量________(填“>”,“=”或“<”)生成物的總能量。
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
在人類生產(chǎn)、生活對(duì)能量的需求日益增長(zhǎng)的今天,研究化學(xué)反應(yīng)及其能量變化,對(duì)合理利用常規(guī)能源和開發(fā)新能源具有十分重要的意義。能源是人類賴以生存和發(fā)展不可缺少的因素。請(qǐng)完成下列問(wèn)題:
(1)人類利用能源分為三個(gè)階段,即________、________、________。
(2)礦物能源是現(xiàn)代人類社會(huì)賴以生存的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。目前,全球仍主要處于化石能源時(shí)期。下列不屬于化石能源的是________。(填序號(hào),下同)
A.石油 B.煤 C.天然氣 D.生物質(zhì)能
(3)下列對(duì)能源的看法合理的是 ( )。
A.化石能源屬于不可再生能源,只會(huì)越用越少
B.生物能是一種可再生能源,有廣泛的前景
C.太陽(yáng)能、氫能、核能、地?zé)崮芏紝儆谛履茉?br />D.我國(guó)人口眾多、資源相對(duì)匱乏、環(huán)境承載能力較弱,因此要建設(shè)節(jié)約型社會(huì)
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)用50 mL 1.0 mol/L鹽酸跟50 mL 1.1 mol/L 氫氧化鈉溶液在如圖裝置中進(jìn)行中和反應(yīng)。在大燒杯底部墊碎泡沫塑料(或紙條),使放入的小燒杯杯口與大燒杯杯口相平。然后再在大、小燒杯之間填滿碎泡沫塑料(或紙條),大燒杯上用泡沫塑料板(或硬紙板)作蓋板,在板中間開兩個(gè)小孔,正好使溫度計(jì)和環(huán)形玻璃攪拌棒通過(guò)。通過(guò)測(cè)定反應(yīng)過(guò)程中所放出的熱量可計(jì)算中和熱。試回答下列問(wèn)題:
(1)本實(shí)驗(yàn)中用稍過(guò)量的NaOH的原因教材中說(shuō)是為保證鹽酸完全被中和。試問(wèn):鹽酸在反應(yīng)中若因?yàn)橛蟹艧岈F(xiàn)象,而造成少量鹽酸在反應(yīng)中揮發(fā),則測(cè)得的中和熱____________(填“偏大”、“偏小”或“不變”)。
(2)在中和熱測(cè)定實(shí)驗(yàn)中存在用水洗滌溫度計(jì)上的鹽酸的步驟,若無(wú)此操作步驟,則測(cè)得的中和熱會(huì)____________(填“偏大”、“偏小”或“不變”)。
(3)若用等濃度的醋酸與NaOH溶液反應(yīng),則測(cè)得的中和熱會(huì)____________(填“偏大”、“偏小”或“不變”),其原因是_______________________________________________。
(4)該實(shí)驗(yàn)小組做了三次實(shí)驗(yàn),每次取溶液各50 mL,并記錄下原始數(shù)據(jù)(見下表)。
實(shí)驗(yàn)序號(hào) | 起始溫度t1/℃ | 終止溫度(t2)/℃ | 溫差(t2-t1)/℃ | ||
鹽酸 | NaOH溶液 | 平均值 | |||
1 | 25.1 | 24.9 | 25.0 | 31.6 | 6.6 |
2 | 25.1 | 25.1 | 25.1 | 31.8 | 6.7 |
3 | 25.1 | 25.1 | 25.1 | 31.9 | 6.8 |
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
丙烷在燃燒時(shí)能放出大量的熱,它也是液化石油氣的主要成分,作為能源應(yīng)用于人們的日常生產(chǎn)和生活。已知:
①2C3H8(g) +7O2(g) = 6CO(g)+8H2O(g) △H = -2389.8 kJ/mol
②2CO(g) + O2(g) = 2CO2(g) △H = -566 kJ/mol
③H2O(l) = H2O(g) △H =" +" 44.0 kJ/mol
(1)寫出C3H8燃燒時(shí)燃燒熱的熱化學(xué)方程式 。
(2)C3H8在不足量的氧氣里燃燒,生成CO、CO2、H2O(g),將所有的產(chǎn)物通入一個(gè)體積固定的密閉
容器中,在一定條件下發(fā)生如下可逆反應(yīng): CO(g) + H2O(g)CO2(g) + H2(g)
該反應(yīng)的平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系如下表:
溫度/℃ | 400 | 500 | 800 |
平衡常數(shù)K | 9.94 | 9 | 1 |
| H2O | CO | CO2 | H2 |
甲 (質(zhì)量/g) | 1.8 | 8.4 | a | 1 |
乙 (質(zhì)量/g) | 1.8 | 2.8 | 0 | 0 |
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
(1)甲醇可作為燃料電池的原料。以CH4和H2O為原料,通過(guò)下列反應(yīng)來(lái)制備甲醇。
Ⅰ:CH4 (g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) ΔH="+206.0" kJ·mol-1
Ⅱ:CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH="-129.0" kJ·mol-1
CH4(g)與H2O(g)反應(yīng)生成CH3OH (g)和H2(g)的熱化學(xué)方程式為 。
(2)甲醇對(duì)水質(zhì)會(huì)造成一定的污染,有一種電化學(xué)法可消除這種污染,其原理是:通電后,將Co2+氧化成Co3+,然后以Co3+作氧化劑把水中的甲醇氧化成CO2而凈化。實(shí)驗(yàn)室用如圖裝置實(shí)現(xiàn)上述過(guò)程:
①寫出陽(yáng)極電極反應(yīng)式: 。
②寫出除去甲醇的離子方程式: 。
(3)寫出以NaHCO3溶液為介質(zhì)的Al—空氣原電池的負(fù)極反應(yīng)式: 。
(4)人工腎臟可采用間接電化學(xué)方法除去代謝產(chǎn)物中的尿素,原理如圖:
①電源的負(fù)極為 (填“A”或“B”)。
②陽(yáng)極室中發(fā)生的反應(yīng)依次為 。
③電解結(jié)束后,陰極室溶液的pH與電解前相比將 ;若兩極共收集到氣體13.44 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況),則除去的尿素為 g (忽略氣體的溶解)。
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
(1)新的《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 30952012)將于2016年1月1日在我國(guó)全面實(shí)施。據(jù)此,環(huán)境空氣質(zhì)量指數(shù)(AQI)日?qǐng)?bào)和實(shí)時(shí)報(bào)告包括了SO2、NO2、CO、O3、PM10、PM2.5等指標(biāo),為公眾提供健康指引,引導(dǎo)當(dāng)?shù)鼐用窈侠戆才懦鲂泻蜕睢?br />①汽車排出的尾氣中含有CO和NO等氣體,用化學(xué)方程式解釋產(chǎn)生NO的原因 。
②汽車排氣管內(nèi)安裝的催化轉(zhuǎn)化器,可使汽車尾氣中的主要污染物轉(zhuǎn)化為無(wú)毒的大氣循環(huán)物質(zhì)。已知:
N2(g)+O2(g)="2NO(g)" ΔH="+180.5" kJ/mol
2C(s)+O2(g)="2CO(g)" ΔH="-221.0" kJ/mol
C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH="-393.5" kJ/mol
則反應(yīng)2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)的ΔH= kJ/mol。
(2)直接排放氮氧化物會(huì)形成酸雨、霧霾,催化還原法和氧化吸收法是常用的處理方法。利用NH3和CH4等氣體除去煙氣中的氮氧化物。已知:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH1="a" kJ/mol;欲計(jì)算反應(yīng)CH4(g)+4NO(g)=CO2(g)+2H2O(l)+2N2(g)的焓變?chǔ)2則還需要查詢某反應(yīng)的焓變?chǔ)3,當(dāng)反應(yīng)中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比為最簡(jiǎn)整數(shù)比時(shí),ΔH3="b" kJ/mol,該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是 ,據(jù)此計(jì)算出ΔH2= kJ/mol(用含a、b的式子表示)。
(3)下表列出了工業(yè)上吸收SO2的三種方法。
方法Ⅰ | 用氨水將SO2轉(zhuǎn)化(NH4)2SO3,再氧化成(NH4)2SO4 |
方法Ⅱ | 用生物質(zhì)熱解氣(主要成分CO、CH4、H2)將SO2在高溫下還原成單質(zhì)硫 |
方法Ⅲ | 用Na2SO3溶液吸收SO2,再經(jīng)電解轉(zhuǎn)化為H2SO4 |
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
某種優(yōu)質(zhì)燃油由甲、乙兩種有機(jī)物混合而成,甲、乙兩種物質(zhì)含有C、H、O三種元素中的兩種或三種。已知甲、乙及CO、H2的燃燒熱如下:
物質(zhì) | 甲 | 乙 | CO | H2 |
燃燒熱/(kJ·mol-1) | 1 366 | 5 518 | 283 | 286 |
查看答案和解析>>
百度致信 - 練習(xí)冊(cè)列表 - 試題列表
湖北省互聯(lián)網(wǎng)違法和不良信息舉報(bào)平臺(tái) | 網(wǎng)上有害信息舉報(bào)專區(qū) | 電信詐騙舉報(bào)專區(qū) | 涉歷史虛無(wú)主義有害信息舉報(bào)專區(qū) | 涉企侵權(quán)舉報(bào)專區(qū)
違法和不良信息舉報(bào)電話:027-86699610 舉報(bào)郵箱:58377363@163.com