【題目】二甲醚(DME)被譽(yù)為“21世紀(jì)的清潔燃料。由合成氣制備二甲醚的主要原理如下:

回答下列問(wèn)題:

(1)反應(yīng)=_________。

(2)在不同溫度下,按照相同物質(zhì)的量投料,發(fā)生反應(yīng)。測(cè)得CO的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強(qiáng)的關(guān)系如圖1所示,下列說(shuō)法正確的是________(填序號(hào)).

A.反應(yīng)溫度:

B.混合氣體密度:

C.混合氣體平均摩爾質(zhì)量:

D.反應(yīng)容器的體積關(guān)系:

(3)采用一種新型的催化劑(主要成分是Cu-Mn合金),利用COH2制備二甲醚(DME)。由圖2可知,催化劑中約為______時(shí)最有利于二甲醚的合成。

(4)高溫時(shí)二甲醚蒸氣發(fā)生分解反應(yīng): 。迅速將二甲醚引人一個(gè)504℃的抽成真空的瓶中,在不同時(shí)刻測(cè)定瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)p如下表:

該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),二甲醚的轉(zhuǎn)化率為___________

該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=_____。(用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算,分壓=總壓X物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))

(5)一種以二甲醚作為燃料的燃料電池的工作原理如圖3所示。其負(fù)極的電極反應(yīng)式為___________。

【答案】-246.1 BD 2.0 50% 625 kPa2

【解析】

1)已知①CO g+2H2g=CH3OH gH1=-90.7kJ/mol,

2CH3OHg=CH3OCH3g+H2OgH2=-23.5kJ/mol,

COg+H2Og=CO2g+H2gH3=-41.2kJ/mol

根據(jù)蓋斯定律,①×2++③得3COg+3H2g=CH3OCH3g+CO2gH= -246.1kJ/mol

2A、H<0,為放熱反應(yīng),降低溫度平衡正向移動(dòng),CO的轉(zhuǎn)化率增大,則反應(yīng)溫度:T1<T2,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;

B、由m=ρV結(jié)合混合氣體的質(zhì)量、體積可知,混合氣體的質(zhì)量不變,容器體積不變,因此混合氣體密度:ρ(x) =ρ(w),選項(xiàng)B正確;

C、yz比較,y點(diǎn)CO轉(zhuǎn)化率大,則平衡時(shí)混合氣體的總物質(zhì)的量小, y點(diǎn)對(duì)于氣體的物質(zhì)的量小,則混合氣體的平均摩爾質(zhì)量: M(y) >M(z),選項(xiàng)C錯(cuò)誤;

D、w、y點(diǎn)溫度相同,壓強(qiáng)w<y,增大壓強(qiáng),平衡向氣體體積縮小的正反應(yīng)方向移動(dòng),y點(diǎn)的總物質(zhì)的量減小,反應(yīng)容器的體積較小,選項(xiàng)D正確;

答案選BD;

3)由圖可知,催化劑中約為2.0時(shí),CO轉(zhuǎn)化率較大,轉(zhuǎn)化率選擇性最大,最有利于二甲醚的合成,故答案為:2.0;

4)設(shè)起始充入的CH3OCH3物質(zhì)的量為amol,從起始到平衡轉(zhuǎn)化CH3OCH3物質(zhì)的量為xmol,用三段式:CH3OCH3CH4+CO+H2

n(起始)(mol a 0 0 0

n(轉(zhuǎn)化)(mol x x x x

n(平衡)(mol a-x x x x

根據(jù)表中數(shù)據(jù),起始時(shí)P50.0kPa,40min50min時(shí)P相等,平衡時(shí)P=100kPa,則=,解得x=,

①該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),二甲醚的轉(zhuǎn)化率為

②平衡時(shí)CH3OCH3、CH4、COH2物質(zhì)的量都為mol,各物質(zhì)物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)都為,平衡時(shí)CH3OCH3CH4、CO、H2的分壓都為100kPa=25kPa,該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp===625kPa2;

5)根據(jù)裝置圖,該二甲醚燃料電池中電解質(zhì)為酸性,在負(fù)極二甲醚發(fā)生氧化反應(yīng)生成CO2,負(fù)極電極反應(yīng)式為CH3OCH3-12e-+3H2O=2CO2+12H+。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】某實(shí)驗(yàn)小組對(duì)鈉與水反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行研究,為點(diǎn)燃反應(yīng)生成的氫氣,他們?cè)O(shè)計(jì)了如圖所示的裝置。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:

(1)寫(xiě)出NaH2O反應(yīng)的化學(xué)方程式:_____。

(2)在點(diǎn)燃H2之前必須先進(jìn)行____,方法是_____。

(3)實(shí)驗(yàn)小組查閱到鈉、苯(常溫下為液體,不溶于水,與鈉不反應(yīng))、水的密度分別為0.97 g·cm-3、0.88 g·cm-3、1.00 g·cm-3,并據(jù)此對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了如圖所示的改進(jìn)。

①在改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)中觀察到的現(xiàn)象可能為___

A.鈉在水層中反應(yīng)并四處游動(dòng)

B.鈉停留在苯層中不發(fā)生反應(yīng)

C.鈉在苯的液面上反應(yīng)并四處游動(dòng)

D.鈉在苯與水的界面處反應(yīng)并可能做上下跳動(dòng)

②在改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)中H2的生成速率減慢,氫氣燃燒更平穩(wěn),原因是_____。

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】常溫下,將pH均為11,體積均為V0AOHBOH溶液,分別加水稀釋至體積V,pHlg 的變化如圖所示。下列說(shuō)法不正確的是

A. 堿性強(qiáng)弱:AOHBOH

B. 水的電離程度:a=bc

C. 稀釋相同倍數(shù)時(shí):cA+)<cB+

D. 中和鹽酸的能力:a=bc

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】(2017·貴州省遵義市第四中學(xué)高一上學(xué)期期中考試)由NO和CO組成的混合氣體與同溫同壓下空氣的密度相等(空氣的平均相對(duì)分子質(zhì)量為29),下列關(guān)系正確的是

A.混合氣體中,CO與NO質(zhì)量比1514

B.混合氣體中,CO與NO分子個(gè)數(shù)比12

C.混合氣體中,CO占有的體積大于NO占有的體積

D.混合氣體中,CO與NO密度比1415

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】透明聚酯玻璃鋼可用于制造宇航員面罩和導(dǎo)彈達(dá)罩。制備橐酯的一種配方中含有中基丙烯酸甲酯(MMA,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如圖。下列有關(guān)MMA的說(shuō)法正確的是

A. MMA易溶于水和有機(jī)溶劑

B. MMA的含氧官能團(tuán)是羧基

C. MMA的一種同分異構(gòu)體為CH3CH2 COOCH2CH3

D. MMA能發(fā)生加成反應(yīng)、水解反應(yīng)、氧化反應(yīng)、加聚反應(yīng)

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】下列說(shuō)法正確的是

A.人體運(yùn)動(dòng)所消耗的能量與化學(xué)反應(yīng)無(wú)關(guān)

B.在反應(yīng)C+CO22CO中,若v(CO)1mol·(L·min)1,則v(C)0.5mol·(L·min)1

C.決定化學(xué)反應(yīng)速率的主要因素為反應(yīng)溫度

D.鋅錳干電池中,鋅電極是負(fù)極

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】1一定溫度下,有摩爾質(zhì)量為M g·mol-1的某物質(zhì)溶于適量的水中,得到物質(zhì)的量濃度為c mol·L-1、密度為ρ g·cm-3的飽和溶液。則該溫度下此物質(zhì)的溶解度為__________。

2相同條件下,有XY兩種氣體,相對(duì)分子質(zhì)量分別為AB。

①若它們的質(zhì)量相等,則兩種氣體的分子數(shù)之比NX∶NY= _________;

②若它們的體積相等,則兩種氣體的質(zhì)量之比mX∶mY= _________。

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】張亭棟研究小組受民間中醫(yī)啟發(fā),發(fā)現(xiàn)As2O3對(duì)白血病有明顯的治療作用。氮(N)、磷(P)、砷(As)為第VA族元素,該族元素的化合物在研究和生產(chǎn)中有著許多重要用途。

(1)N原子的價(jià)電子排布式為______N、PAs原子的第一電離能由大到小的順序?yàn)?/span>______

(2)NH3的沸點(diǎn)比AsH3的沸點(diǎn)高,原因是____________

(3)立方氮化硼晶體(BN),是一種超硬材料,有優(yōu)異的耐磨性,其晶胞如圖所示。

①立方氮化硼是_________晶體,晶體中N原子的雜化軌道類(lèi)型為_________,A,B原子的配位數(shù)為_________。

②立方氮化硼晶體中一般共價(jià)鍵與配位鍵的數(shù)目之比為_________。

(4)若立方氮化硼晶胞的邊長(zhǎng)為362 pm,則立方氮化硼的密度為_________g/cm3(只要求列算式,不必計(jì)算出數(shù)值,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA)。

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】海洋植物如海帶、海藻中含有大量的碘元素,碘元素以碘離子的形式存在。實(shí)驗(yàn)室里從海藻中提取碘的流程如圖:

1)實(shí)驗(yàn)室灼燒海藻,需要下列儀器中的_____(填字母)

a.試管 b.燒杯 c.坩堝 d.泥三角 e.鐵三腳架 f.酒精燈

2)提取碘的過(guò)程中,可選擇的有機(jī)試劑是____(填字母)。

A.甲苯、酒精 B.四氯化碳、苯 C.汽油、乙酸

3)小組用CCl4萃取碘水中的碘,在如圖的分液漏斗中,下層液體呈___色;他們打開(kāi)分液漏斗下端的活塞,卻未見(jiàn)液體流下,原因可能是_____。

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案