(2010?江蘇二模)以天然氣為原料經(jīng)由合成氣(CO、H2)制化學(xué)品是目前天然氣轉(zhuǎn)化利用的主導(dǎo)技術(shù)路線,主要工藝有以下幾種:
(1)甲烷的部分氧化.其反應(yīng)式如下:
CH4(g)+
1
2
O2 (g)═CO (g)+2H2(g);△H=-35.6kJ?mol-1
則該反應(yīng)的△S
0(填“>”、“<”或“=”).
有研究認(rèn)為甲烷部分氧化的機理為:
①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g);△H1=-890.3kJ?mol-1
②CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g);△H2=247.3kJ?mol-1
③CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g);△H3=
250.3
250.3
kJ?mol-1
(2)甲烷水蒸汽催化重整.如右上圖所示熱氦氣從下部流入提供能量.由甲烷和水蒸汽混合氣從催化管的上部流入,從下端出來后再向上進入中心管.根據(jù)下表數(shù)據(jù)計算甲烷的轉(zhuǎn)化率為
55%
55%

氣體 進口溫度/℃ 進口壓強/MPa 進口流量/g?s-1 出口流量/g?s-1
甲烷 464 4.26 12 5.4
(3)甲烷二氧化碳催化重整.高溫下,該反應(yīng)速率明顯降低的原因可能是
溫度過高催化劑失去活性或甲烷在高溫條件下分解產(chǎn)生炭黑影響該反應(yīng)速率
溫度過高催化劑失去活性或甲烷在高溫條件下分解產(chǎn)生炭黑影響該反應(yīng)速率

(4)甲烷的部分氧化與重整耦合.以天然氣為燃料的發(fā)電尾氣(主要含CO2、H2O、O2 和N2)與甲烷可直接用于制合成氣.下列說法錯誤的是
C
C
(填序號).
A.直接利用煙氣中的CO2,可以大規(guī)模地減少 CO2的排放量
B.發(fā)電尾氣的出口溫度較高,可以利用以節(jié)約能量
C.使用恰當(dāng)?shù)拇呋瘎┛梢栽龃蠹淄榈霓D(zhuǎn)化率
D.因發(fā)電尾氣反應(yīng)中包含甲烷燃燒,可實現(xiàn)部分熱量自供,可降低成本.
分析:(1)根據(jù)產(chǎn)物和反應(yīng)物之間氣體物質(zhì)的量之間的關(guān)系來回答,根據(jù)蓋斯定律來計算化學(xué)反應(yīng)的焓變;
(2)根據(jù)出口流量和進口流量來計算甲烷的轉(zhuǎn)化率;
(3)根據(jù)催化劑受溫度的影響來判斷反應(yīng)速率明顯降低的原因;
(4)根據(jù)反應(yīng)中二氧化碳的量的控制以及催化劑不會改變化學(xué)平衡的移動來回答.
解答:解:(1)反應(yīng)CH4(g)+
1
2
O2 (g)═CO (g)+2H2(g)前后氣體體積增大的反應(yīng),熵變減少大于0;根據(jù)蓋斯定律,利用題干所給的熱化學(xué)方程式,結(jié)合蓋斯定律得到CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g);△H3=250.3KJ/mol,故答案為:>;250.3;
(2)甲烷的轉(zhuǎn)化率=
12-5.4
12
×100%=55%,故答案為:55%;
(3)溫度過高,會使得催化劑失去活性,影響該反應(yīng)速率,此外甲烷在高溫條件下分解產(chǎn)生炭黑也影響該反應(yīng)速率,故答案為:溫度過高催化劑失去活性或甲烷在高溫條件下分解產(chǎn)生炭黑影響該反應(yīng)速率;
(4)A.直接利用煙氣中的CO2,可以大規(guī)模地減少CO2的排放量,故A正確;
B.發(fā)電尾氣的出口溫度較高,可以利用此溫度以節(jié)約能量,故B正確;
C.使用催化劑只可以改變化學(xué)反應(yīng)速率,不可以改變甲烷的轉(zhuǎn)化率,故C錯誤;
D.發(fā)電尾氣反應(yīng)中包含甲烷燃燒,該燃燒過程會放出大量的熱,利用這些能量這樣可實現(xiàn)部分熱量自供,可降低成本,故D正確.
故選C.
點評:本題目是一道有關(guān)熱化學(xué)知識的綜合考查題,要求學(xué)生具有分析和解決問題的能力,難度大.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

(2010?江蘇二模)下列裝置或操作不能達(dá)到實驗?zāi)康氖牵ā 。?/div>

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

(2010?江蘇二模)T0℃時,在2L的密閉容器中發(fā)生反應(yīng):X(g)+Y(g)?Z(g)(未配平),各物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時間變化的關(guān)系如圖a所示.其他條件相同,溫度分別為T1℃、T2℃時發(fā)生反應(yīng),X的物質(zhì)的量隨時間變化的關(guān)系如圖b所示.下列敘述正確的是( 。

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

(2010?江蘇二模)下列說法正確的是(  )

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

(2010?江蘇二模)用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值.下列敘述正確的是( 。

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:閱讀理解

(2010?江蘇二模)對氨基苯磺酸是制取染料和一些藥物的重要中間體,可由苯胺磺化得到.

實驗室可利用如圖實驗裝置合成對氨基苯磺酸.實驗步驟如下:
①在一個250mL三頸燒瓶中加入10mL苯胺及幾粒沸石,
將三頸燒瓶放入冷水中冷卻,小心地加入18mL濃硫酸.
②將三頸燒瓶置于油浴中緩慢加熱至170~180℃,維持此溫度2~2.5h.
③將反應(yīng)液冷卻至約50℃后,倒入盛有100mL冷水的燒杯中,用玻璃棒不斷攪拌,促使晶體析出,抽濾,用少量冷水洗滌,得到的晶體是對氨基苯磺酸粗產(chǎn)品.
④將粗產(chǎn)品用沸水溶解,冷卻結(jié)晶(若溶液顏色過深,可用活性炭脫色),抽濾,收集產(chǎn)品,晾干.(說明:100mL水在20℃時可溶解對氨基苯磺酸1.08g,在100℃時可溶解6.67g.)
試回答填空.
(1)裝置中冷凝管的作用是
冷凝回流
冷凝回流

(2)步驟②中采用油浴加熱,下列說法正確的是
AC
AC
(填序號).
A.用油浴加熱的好處是反應(yīng)物受熱均勻,便于控制溫度
B.此處也可以改用水浴加熱
C.實驗裝置中的溫度計可以改變位置,也可使其水銀球浸入在油中
(3)步驟③用少量冷水洗滌晶體的好處是
減少氨基苯磺酸的損失
減少氨基苯磺酸的損失

(4)步驟③和④均進行抽濾操作,在抽濾完畢停止抽濾時,應(yīng)注意先
拆下連接泵和吸濾瓶的橡皮管
拆下連接泵和吸濾瓶的橡皮管
,然后
關(guān)閉水龍頭
關(guān)閉水龍頭
,以防倒吸.
(5)步驟④中有時需要將“粗產(chǎn)品用沸水溶解,冷卻結(jié)晶,抽濾”的操作進行多次,其目的是
提高對氨基苯磺酸的純度
提高對氨基苯磺酸的純度
.每次抽濾后均應(yīng)將母液收集起來,進行適當(dāng)處理,其目的是
提高氨基苯磺酸的產(chǎn)率
提高氨基苯磺酸的產(chǎn)率

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案