【題目】天然氣( 主要成分為甲烷)是一種高效的清潔能源,也是一種重要的化工原料,利用天然氣制備甲醇、乙醇、二甲醚(CH3OCH3)、乙烯(C2H4)等物質的主要反應有:

①CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+ 3H2(g) △H1= + 206.2 kJ/ mol

②CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) △H2=- 90.1kJ/ mol

③2CH3OH(g) = CH3OCH3(g) + H2O(g) △H3=- 24.5kJ/ mol

④2CH3OH(g) C2H4(g) + 2H2O(g) △H4=- 29.1kJ/ mol

⑤CH3OCH3(g)== C2H5OH(g) △H5=- 50.7 kJ /mol

請回答下列問題:

(1)反應2CH4(g)+H2O(g)= C2H5OH(g)+2H2(g)△H =______kJ/mol;根據(jù)化學原理,可 以同時加快該反應的速率和提高甲烷轉化率的措施有_______________________

(2)CO與H2在一定條件下,同時發(fā)生②和③的反應,產(chǎn)生二甲醚的結果如上圖所示。260℃時,CO轉化率雖然很高,而二甲醚的產(chǎn)率卻很低,可能的原因是 ( 答出一條即可) _______;CO 與H2 合成二甲醚的最佳的溫度是_____________

(3) 對于氣體參與的反應如反應④[2CH3OH(g) C2H4(g) + 2H2O(g)],可以用某組分B的平衡壓強(PB)代替物質的量濃度(c)表示平衡常數(shù)(Kp),則反應④的平衡常數(shù)表達式Kp=____;也可以用壓強(PB)變化表示化學反應速率,體積不變的密閉容器中充入一定量的CH3OH氣體發(fā)生反應④,在10分鐘內(nèi),容器的壓強由xkPa 升高到y(tǒng)kPa,則這段時間該反應的化學反應速率v(CH4)=_____________。

(4) 反應①~⑤中有多種物質可以做燃料電池的燃料,其中H2是單位質量燃料釋放電能最多的物質,若與下列物質構成電池,H2 _______構成的電池比能量最大。

a.H2O2 b.Cl2 C.O2 d.NiOOH

【答案】 +157.0(寫出+157可得分) 升高溫度;增大水蒸氣的濃度 260oC時,CO與H2發(fā)生反應較快,該溫度下反應③速率較慢;產(chǎn)物CH3OCH3發(fā)生了其他反應(如反應⑤)等等 290oC KP=P2(H2O)×P(C2H4)/ P2(CH3OH) kPa v(C2H4)=(y-x)/10 kPa·min-1 c

【解析】試題分析(1)根據(jù)蓋斯定律計算焓變;根據(jù)影響速率和平衡移動的因素分析;(2)260oC時,CO與H2發(fā)生反應較快,該溫度下反應③速率較慢;根據(jù)圖示290oC 時二甲醚的產(chǎn)率最高;(3)根據(jù)平衡常數(shù)表達式書寫Kp的表達式利用“三段式”計算v(CH4);(4)單位質量的H2O2、Cl2、O2 、NiOOH,O2放電最多;

解析:(1)①CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H1=+206.2kJ/mol

②CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)△H2=-90.1kJ/mol

③2CH3OH(g)= CH3OCH3(g)+ H2O(g) △H3=-24.5kJ/mol

④2CH3OH(g)C2H4(g)+ 2H2O(g) △H4=-29.1kJ/mol

⑤CH3OCH3(g)== C2H5OH(g) △H5=-50.7kJ/mol

根據(jù)蓋斯定律①+++得2CH4(g)+H2O(g)= C2H5OH(g)+2H2(g)的△H=+157.0 kJ/mol;該反應吸熱,升高溫度反應速率加快、平衡正向移動,甲烷轉化率增大;增大水蒸氣的濃度反應速率加快平衡正向移動,甲烷轉化率增大;(2)260oC時,CO與H2發(fā)生反應較快,該溫度下反應③速率較慢,所以CO轉化率雖然很高,而二甲醚的產(chǎn)率卻很低;根據(jù)圖示290oC 時二甲醚的產(chǎn)率最高,所以最佳溫度是290oC;(3)根據(jù)平衡常數(shù)表達式,Kp= P2(H2O)×P(C2H4)/ P2(CH3OH);

x-2a+a+2a=y

a=y-x

v(CH4)= (y-x)/10 kPa·min-1;(4)單位質量的H2O2、Cl2、O2 、NiOOH,O2放電最多所以H2與O2構成的電池比能量最大;

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】海洋資源的利用具有廣闊前景。

(1)無需經(jīng)過化學變化就能從海水中獲得的物質是________(填序號)。

A.Cl2 B.淡水 C.燒堿 D.粗鹽

(2)下圖是從海水中提取鎂的簡單流程。

①工業(yè)上常用于沉淀Mg2+的試劑A是________,轉Mg(OH)2化為MgCl2的離子方程式是____________

②由無水MgCl2制取Mg的化學方程式是________________________。

(3)海帶灰中富含以I形式存在的碘元素。實驗室提取I2的途徑如下所示:

①灼燒海帶時所用的主要儀器名稱是________________。

②向酸化的濾液中加H2O2溶液,寫出該反應的離子方程式_______________________

反應結束后,再加入CCl4作萃取劑,振蕩、靜置,可以觀察到CCl4層呈________色。

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【題目】如圖是一個化學過程的示意圖.已知甲池的總反應式為:2CH3OH+3O2+4KOH═2K2CO3+6H2O.

(1)甲池是裝置.
(2)乙池中A(石墨)電極的名稱是
(3)寫出通入CH3OH的電極的電極反應式:
(4)乙池中反應的化學方程式為
(5)當乙池中B(Ag)極的質量增加5.40g時,甲池中理論上消耗O2 mL(標準狀況);此時丙池某電極上析出1.60g某金屬,則丙池中的某鹽溶液可能是(填序號).
A.MgSO4  B.CuSO4 C.NaCl  D.AgNO3

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【題目】下列有關化學用語表示正確的是( )

A. 乙酸的結構簡式:C2H4O2

B. NH3的電子式:

C. 離子結構示意圖可以表示32S2-,又可以表示34S2-

D. 比例模型可以表示甲烷分子,也可以表示四氯化碳分子

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【題目】短周期金屬元素A~E在元素周期表中的相對位置如表所示,下面判斷正確的是( )

A. 氫氧化物的化學式及其堿性:COH>D(OH)2>E(OH)3

B. 金屬性:A>C

C. 原子半徑:C<D<E

D. 最外層電子數(shù):A>B

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【題目】在一定溫度下,體積為2L的密閉容器中,NO2N2O4之間發(fā)生反應:2NO2g)(紅棕色)N2O4g)(無色),如圖所示.

1)曲線 (填“X”“Y”)表示NO2的物質的量隨時間的變化曲線.

2)若降低溫度,則v(正) v(逆) .(填加快減慢不變).

3)若上述反應在甲、乙兩個相同容器內(nèi)同時進行,分別測得甲中vNO2=0.3mol/Ls),乙中vN2O4=6mol/Lmin),則 中反應更快.

4)在03min中內(nèi)N2O4的反應速率為

5)下列敘述能說明該反應已達到化學平衡狀態(tài)的是(填標號)

AvNO2=2vN2O4

B.容器內(nèi)壓強不再發(fā)生變化

CX的體積分數(shù)不再發(fā)生變化

D.容器內(nèi)氣體原子總數(shù)不再發(fā)生變化

E.相同時間內(nèi)消耗n molY的同時生成2n molX

F.相同時間內(nèi)消耗n molY的同時消耗2n molX

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【題目】Al-Ag2O電池是一種可用作水下動力的優(yōu)良電源,其原理如圖所示。該電池工作時總反應式為2Al+3Ag2O+2NaOH=2NaAlO2+6Ag+H2O,則下列說法錯誤的是 (  )

A. 工作時正極發(fā)生還原反應,且正極質量逐漸減小

B. 當電極上生成1.08 g Ag時,電路中轉移的電子為0.01 mol

C. Al電極做負極,電極反應式為:Al-3e=Al3+

D. 工作時電解液中的Na移向Ag2O/Ag電極

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【題目】海洋資源的利用具有廣闊前景.

(1)如圖是從海水中提取鎂的簡單流程.

工業(yè)上常用于沉淀Mg2+的試劑A是______(填物質名稱),Mg(OH)2轉化為MgCl2的離子方程式是______

(2)海帶灰中富含以I形式存在的碘元素。實驗室提取I2的途徑如下所示:

干海帶海帶灰濾液I2

①灼燒海帶至灰燼時所用的主要儀器名稱是______

②向酸化的濾液中加過氧化氫溶液,寫出該反應的離子方程式______

③反應結束后,加入CCl4作萃取劑,采用萃取﹣分液的方法從碘水中提取碘,主要操作步驟如圖:

甲、乙、丙3步實驗操作中,不正確的是______(填“甲”、“乙”或“丙”).

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】NA為阿佛加德羅常數(shù)的值,下列說法正確的是(

A. 標準狀況下,將6.72LNO2通入足量的水中轉移電子數(shù)為0.3NA

B. 常溫常壓下,22.4LCCl4含有NACCl4分子

C. 1 mol Na與足量O2反應,生成Na2ONa2O2混合物,轉移的電子數(shù)為NA

D. 18 g D2O所含的電子數(shù)為10NA

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