能源是制約國(guó)家發(fā)展進(jìn)程的因素之一。甲醇、二甲醚等被稱(chēng)為2 1世紀(jì)的綠色能源,工業(yè)上利用天然氣為主要原料與二氧化碳、水蒸氣在一定條件下制備合成氣(CO、H2),再制成甲醇、二甲醚。
(1)工業(yè)上,可以分離合成氣中的氫氣,用于合成氨,常用醋酸二氨合亞銅[Cu(NH3)2]AC溶液為(AC=CH3COO-)來(lái)吸收合成氣中的一氧化碳,其反應(yīng)原理為:
[Cu(NH3)2]AC(aq)+CO(g)+NH3(g)?[Cu(NH3)2]AC?CO(aq)△H<0 常壓下,將吸收一氧化碳的溶液處理重新獲得[Cu(NH3)2]AC溶液的措施是加熱加熱;
(2)工業(yè)上一般采用下列兩種反應(yīng)合成甲醇:
反應(yīng)a:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.5KJ?mol-1
反應(yīng)b:CO (g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H=-91.8KJ?mol-1
①對(duì)于反應(yīng)a,某溫度下,將4.0mol CO2(g)和12.0mol H2(g)充入容積為2L的密閉容器中,反應(yīng)到達(dá)平衡時(shí),測(cè)得甲醇蒸氣的體積分?jǐn)?shù)為30%,則該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)為1.33或431.33或43;
②對(duì)于反應(yīng)b,某科研人員為研究H2和CO合成CH3OH的最佳起始組成比n(H2):n(CO),在l L恒容密閉容器中通入H2與CO的混合氣(CO的投入量均為1mol),分別在230℃、250℃和270℃進(jìn)行實(shí)驗(yàn),測(cè)得結(jié)果如圖,則230℃時(shí)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果所對(duì)應(yīng)的曲線(xiàn)是XX(填字母);理由是當(dāng)投入H2的物質(zhì)的量相等時(shí),從X到Z,CO的轉(zhuǎn)化率在減小,說(shuō)明反應(yīng)逆向移動(dòng),而逆反應(yīng)是吸熱反應(yīng),需升高溫度才能實(shí)現(xiàn),故230℃為X當(dāng)投入H2的物質(zhì)的量相等時(shí),從X到Z,CO的轉(zhuǎn)化率在減小,說(shuō)明反應(yīng)逆向移動(dòng),而逆反應(yīng)是吸熱反應(yīng),需升高溫度才能實(shí)現(xiàn),故230℃為X。
(3)CO可以合成二甲醚,二甲醚可以作為燃料電池的原料,化學(xué)反應(yīng)原理為:CO(g)+4H2(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g)△H<0
①在恒容密閉容器里按體積比為1:4充入一氧化碳和氫氣,一定條件下反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。當(dāng)改變反應(yīng)的某一個(gè)條件后,下列變化能說(shuō)明平衡一定向正反應(yīng)方向移動(dòng)的是BDBD;
A.逆反應(yīng)速率先增大后減小 C.反應(yīng)物的體積百分含量減小
B.正反應(yīng)速率先增大后減小D.化學(xué)平衡常數(shù)K值增大
②寫(xiě)出二甲醚堿性燃料電池的負(fù)極電極反應(yīng)式CH3OCH3-12e-+16OH-═2CO32-+11H2OCH3OCH3-12e-+16OH-═2CO32-+11H2O;
③已知參與電極反應(yīng)的電極材料單位質(zhì)量放出電能的大小稱(chēng)為該電池的比能量。關(guān)于二甲醚堿性燃料電池與乙醇?jí)A性燃料電池,下列說(shuō)法正確的是CC(填字母)
A.兩種燃料互為同分異構(gòu)體,分子式和摩爾質(zhì)量相同,比能量相同
B.兩種燃料所含共價(jià)鍵數(shù)目相同,斷鍵時(shí)所需能量相同,比能量相同
C.兩種燃料所含共價(jià)鍵類(lèi)型不同,斷鍵時(shí)所需能量不同,比能量不同
(4)已知l g二甲醚氣體完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物放出的熱量為31.63KJ,請(qǐng)寫(xiě)出表示二甲醚燃燒熱的熱化學(xué)方程式CH3OCH3(g)+3O2(g)═2CO2(g)+3H2O(l)△H=-1454.98kJ/molCH3OCH3(g)+3O2(g)═2CO2(g)+3H2O(l)△H=-1454.98kJ/mol。
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【答案】加熱;1.33或;X;當(dāng)投入H2的物質(zhì)的量相等時(shí),從X到Z,CO的轉(zhuǎn)化率在減小,說(shuō)明反應(yīng)逆向移動(dòng),而逆反應(yīng)是吸熱反應(yīng),需升高溫度才能實(shí)現(xiàn),故230℃為X;BD;CH3OCH3-12e-+16OH-═2CO32-+11H2O;C;CH3OCH3(g)+3O2(g)═2CO2(g)+3H2O(l)△H=-1454.98kJ/mol
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【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:1引用:1難度:0.4
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1.氫氣最早于16世紀(jì)被人工制取出來(lái),氫氣是一種清潔能源。
(1)利用光伏電池電解水制H2是氫能的重要來(lái)源。已知:H-H鍵、O=O鍵、H-O鍵的鍵能依次為436kJ?mol-1、495kJ?mol-1、463kJ?mol-1。則2H2O(g)═2H2(g)+O2(g)△H=
(2)T1℃時(shí),向5L恒容密閉容器中充入0.5molCH4,只發(fā)生反應(yīng)2CH4(g)?C2H4(g)+2H2(g),達(dá)到平衡時(shí),測(cè)得c(C2H4)=2c(CH4),CH4的轉(zhuǎn)化率為
(3)CH4分解時(shí)幾種氣體的平衡分壓(pPa)的對(duì)數(shù)值lgp與溫度的關(guān)系如圖所示。
①T℃時(shí),向一恒容密閉容器中通入一定量的CH4(g)、C2H4(g)和H2(g),只發(fā)生反應(yīng)2CH4(g)?C2H2(g)+3H2(g)ΔH,ΔH
②若只改變一個(gè)反應(yīng)條件使Kp變大,則該條件是
A.減小C2H2的濃度
B.升高溫度
C.增大壓強(qiáng)
D.加入合適的催化劑
(4)工業(yè)上,以KNH2和液氨為電解質(zhì),以石墨為電極,電解液氨制備H2。陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為發(fā)布:2025/1/4 8:0:1組卷:9引用:3難度:0.5 -
2.反應(yīng) 4A(g)+5B(g)?4C(g)+6D(g)在 5L 的密閉容器中進(jìn)行,半分鐘后,C 的物質(zhì)的量增 加了 0.30mol。下列敘述正確的是( ?。?/h2>
發(fā)布:2024/12/30 19:30:2組卷:59引用:6難度:0.6 -
3.將等物質(zhì)的量的A、B混合于2L的密閉容器中,發(fā)生如下反應(yīng):3A(g)+B(g)?xC(g)+2D(g),經(jīng)5min后,測(cè)得D的濃度為0.5mol/L,c(A):c(B)=3:5,C的平均反應(yīng)速率為0.1mol/(L?min).求:
(1)此時(shí)A的濃度c(A)=
(2)B的平均反應(yīng)速率v(B)=
(3)x的值為發(fā)布:2024/12/30 19:0:1組卷:163引用:26難度:0.3
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