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（1）已知：
甲醇脫水反應   2CH₃OH（g）═CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）△H₁=-23.9kJ?mol^-1
甲醇制烯烴反應  2CH₃OH（g）═C₂H₄ （g）+2H₂O（g）△H₂=-29.1kJ?mol^-1
乙醇異構化反應  C₂H₅OH （g）═CH₃OCH₃（g）△H₃=+50.7kJ?mol^-1
則乙烯氣相直接水合反應的熱化學方程式為：
C₂H₄（g）+H₂O（g）═C₂H₅OH（g）△H=-45.5kJ/mol
C₂H₄（g）+H₂O（g）═C₂H₅OH（g）△H=-45.5kJ/mol
。
（2）如圖為乙烯氣相直接水合法制備乙醇中乙烯的平衡轉化率與溫度、壓強的關系（其中n（H₂O）：n（C₂H₄）=1：1）。

若p₂=8.0MPa,列式計算A點的平衡常數K_p=
0.07MPa
0.07MPa
（用平衡分壓代替平衡濃度計算；分壓=總壓×物質的量分數；結果保留到小數點后兩位）；
（3）以乙烯為燃料，氧氣為氧化劑，KOH溶液為電解質溶液，可制成燃料電池（電極材料為惰性電極）。
①若KOH溶液足量，則負極的電極反應式
C₂H₄-12e^-+6CO₃^2-=8CO₂+2H₂O
C₂H₄-12e^-+6CO₃^2-=8CO₂+2H₂O
。
②若電解質溶液中KOH的物質的量為0.75mol,當有0.25mol乙烯參與反應時（假設電解質溶液體積變化忽略不計），則反應后電解質溶液中各種離子的物質的量濃度由大到小的順序是
c（K⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）
c（K⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）
。

【答案】C₂H₄（g）+H₂O（g）═C₂H₅OH（g）△H=-45.5kJ/mol；0.07MPa；C₂H₄-12e^-+6CO₃^2-=8CO₂+2H₂O；c（K⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）

【解答】

【點評】

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發(fā)布：2024/11/4 8:0:2組卷：21難度：0.6

相似題

1．甲醇CH₃OH是一種重要的化工原料，在生產中有著廣泛的應用。
（1）已知
甲醉脫水反應Ⅰ2CH₃OH（g）═CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）△H₁=-23.9kJ?mol^-1
甲醇制烯烴反應Ⅱ2CH₃OH（g）═C₂H₄（g）+2H₂O（g）△H₂=-29.1kJ?mol^-1
乙醇異構化反應ⅢC₂H₅OH（g）═CH₃OCH₃（g）△H₃=+50.7kJ?mol^-1
①屬于吸熱反應的是

（填羅馬數字）。
②反應Ⅰ中，反應物具有的總能量

（填“大于”“等于”或“小于”）生成物具有的總能量。
③反應Ⅱ的△S

0（填“＞”或“=”或者“＜”），該反應

在任意溫度下自發(fā)（填“能或“不能”）。
④則乙烯氣相直接水合反應
C₂H₄（g）+H₂O（g）═C₂H₅OH（g）的△H=

kJ?mol^-1。
（2）合成CH₃OH的一種反應為：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）。一定條件下，將1molCO和2molH₂在1L容器中發(fā)生上述反應。經過2 min反應生成了amolCH₃OH（反應前后體積不變）
①此時CO的濃度為

mol/L。
②2min內用H₂表示該反應的速率為v（H₂）=

mol（L?min）。
③升高溫度，反應的平衡常數K減小，則該反應為

（填“吸熱反應”或“放熱反應”）。
一定能說明該反應達到平衡的標志是

。
A.CO、C₂H₅OH的濃度相等
B.2v（CO）=v（H₂）
C.混合氣體的密度保持不變
D.混合氣體的平均摩爾質量不再改變
發(fā)布：2024/11/4 8:0:2組卷：7難度：0.5
解析
2．甲醇制烯烴（MTO）是煤制烯烴工藝路線的核心技術。煤制烯烴主要包括煤的氣化、液化、烯烴化三個階段。
（1）煤的液化發(fā)生的主要反應之一為2H₂（g）+CO（g）═CH₃OH （g）△H=akJ?mol^-1，在不同溫度下，K（500℃）=2.5L²?mol^-2，K（700℃）=0.2L²?mol^-2。
①△H

0（填“＞”、“＜”、“=”）。
②若反應在容積為2L的密閉容器中進行，500℃測得某一時刻體系內H₂、CO、CH₃OH物質的量分別為2 mol、1 mol、3mol,則此時生成CH₃OH的速率

消耗CH₃OH的速率（填“＞”、“＜”、“=”）。
（2）通過研究外界條件對反應的影響，盡可能提高甲醇生成乙烯或丙烯的產率。
甲醇制烯烴的主要反應有：
i　　 2CH₃OH（g）═C₂H₄（g）+2H₂O（g）△H₁=-20.9kJ?mol^-1
ii　　 3CH₃OH（g）═C₃H₆（g）+3H₂O（g）△H₂=-98.1kJ?mol^-1
iii 4CH₃OH（g）═C₄H₈（g）+4H₂O（g）△H₃=-118.1kJ?mol^-1
①C₃H₆轉化為C₂H₄的熱化學方程式為iv：2C₃H₆（g）?3C₂H₄ （g）△H₄=

。
②加入N₂作為稀釋劑，反應i中C₂H₄的產率將

（增大、減小、不變）。
（3）為研究不同條件對反應的影響，測得不同溫度下平衡時C₂H₄、C₃H₆和C₄H₈的物質的量分數變化，如圖所示：
①隨著溫度的升高，C₃H₆的物質的量分數呈現先增大后減小的趨勢。溫度高于400℃時，原因是

；當溫度低于400℃時，原因是

。
②體系總壓為0.1MPa,400℃時反應iv的平衡常數K_p=

（列式計算，用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓=總壓×物質的量分數）。
③為了獲得更高的C₂H₄在產物中的比例，控制的條件較適宜的是

。
A．較低溫度　　　　 B．較高溫度　　　 C．增加水醇比　　　 D．降低水醇比
發(fā)布：2024/11/4 8:0:2組卷：11引用：1難度：0.5
解析
3．（1）煤氣化制合成氣（CO 和 H₂）
已知：C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）△H₁=131.3 kJ?mol^-1
C（s）+2H₂ O（g）═CO₂（g）+2H₂（g）△H₂=90 kJ?mol^-1
則一氧化碳與水蒸氣反應生成二氧化碳和氫氣的熱化學方程式是

（1）由合成氣制甲醇
合成氣 CO 和H₂ 在一定條件下能發(fā)生反應：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H＜0。

①在容積均為 V L 的甲、乙、丙、丁四個密閉容器中分別充入 a mol CO 和 2a mol H₂，四個容器的反應溫度分別為 T₁、T₂、T₃、T₄ 且恒定不變。在其他條件相同的情況下，實驗測得反應進行到 t min 時H₂ 的體積分數如圖1所示，則T₃ 溫度下的化學平衡常數為

（用 a、V 表示）
②如圖2反映的是在T₃ 溫度下，反應進行 t min 后甲醇的體積分數與反應物初始投料比
c
（
CO
）
c
（
H
2
）
的關系，請畫出T₄ 溫度下的變化趨勢曲線。
③在實際工業(yè)生產中，為測定恒溫恒壓條件下反應是否達到平衡狀態(tài)，可作
為判斷依據的是

A．管道內氣體密度保持不變B．CO 的體積分數保持不變
C．氣體的平均相對分子質量保持不變D．c（H₂）=2c（CH₃OH）
（3）由甲醇制烯烴
主反應：2CH₃OH?C₂H₄+2H₂Oi；3CH₃OH?C₃H₆+3H₂Oii
副反應：2CH₃OH?CH₃OCH₃+H₂Oiii
某實驗室控制反應溫度為 400℃，在相同的反應體系中分別填裝等量的兩種催化劑（Cat.1 和 Cat.2），以恒定的流速通入 CH₃OH，在相同的壓強下進行甲醇制烯烴的對比研究，得到如圖3實驗數據（選擇性：轉化的甲醇中生成乙烯和丙烯的百分比）

由圖象可知，使用 Cat.2 反應 2 h 后甲醇的轉化率與乙烯和丙烯的選擇性均明顯下降，可能的原因是（結合碰撞理論解釋）

發(fā)布：2024/11/4 8:0:2組卷：43難度：0.3
解析

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