天然气、煤炭气(CO、H2)的研究在世界上相当普遍。其中天然气和二氧化碳可合成二甲醚,二甲醚与水蒸气制氢气作为燃料电池的氢能源,比其他制氢技术更有优势。主要反应为:
①CH3OCH3(g) +H2O(g) 2CH3OH(g) △H= 37Kj·mol-1
②CH3OH(g)+H2O(g) 3 H2(g)+CO2(g) △H =49Kj·mol-1
③CO2(g) +H2(g) CO(g) +H2O(g) △H=41.3Kj·mol-1
其中反应③是主要的副反应,产生的CO对燃料电池Pt电极有不利影响。
请回答下列问题:
(1)二甲醚可以通过天然气和CO2合成制得,该反应的化学方程式为________。
(2)CH3OCH3(g)与水蒸气制氢气的热化学方程式为 ________。
(3)下列采取的措施和解释正确的是________。(填字母序号)
A.反应过程在低温进行,可减少CO的产生
B.增加进水量,有利于二甲醚的转化,并减少CO的产生
C.选择在高温具有较高活性的催化剂,有助于提高反应②CH3OH的转化率
D.体系压强升高,虽然对制取氢气不利,但能减少CO的产生
(4)煤炭气在一定条件下可合成燃料电池的另一种重要原料甲醇,反应的化学方程式为:
CO (g) +2H2(g) CH3OH(g) △H <0。现将l0mol CO与20mol H2置于密闭容器中,在催化剂作用下发生反应生成甲醇,CO的平衡转化率()与温度、压强的关系如下图所示。
①自反应开始到达平衡状态所需的时间tA ________tB(填“大于”、“小于”或“等于”)。
②A、C两点的平衡常数KA ________KC(填“大于”、“小于”或“等于”)。
(5)某工作温度为650oC的熔融盐燃料电池,是以镍合金为电极材料,负极通人煤炭气(CO、H2),正极通人空气与CO2的混合气体,用一定比例的Li2CO3和Na2CO3混合物做电解质。请写出正极的电极反应式____________________。
高三化学填空题极难题
天然气、煤炭气(CO、H2)的研究在世界上相当普遍。其中天然气和二氧化碳可合成二甲醚,二甲醚与水蒸气制氢气作为燃料电池的氢能源,比其他制氢技术更有优势。主要反应为:
①CH3OCH3(g) +H2O(g) 2CH3OH(g) △H= 37Kj·mol-1
②CH3OH(g)+H2O(g) 3 H2(g)+CO2(g) △H =49Kj·mol-1
③CO2(g) +H2(g) CO(g) +H2O(g) △H=41.3Kj·mol-1
其中反应③是主要的副反应,产生的CO对燃料电池Pt电极有不利影响。
请回答下列问题:
(1)二甲醚可以通过天然气和CO2合成制得,该反应的化学方程式为________。
(2)CH3OCH3(g)与水蒸气制氢气的热化学方程式为 ________。
(3)下列采取的措施和解释正确的是________。(填字母序号)
A.反应过程在低温进行,可减少CO的产生
B.增加进水量,有利于二甲醚的转化,并减少CO的产生
C.选择在高温具有较高活性的催化剂,有助于提高反应②CH3OH的转化率
D.体系压强升高,虽然对制取氢气不利,但能减少CO的产生
(4)煤炭气在一定条件下可合成燃料电池的另一种重要原料甲醇,反应的化学方程式为:
CO (g) +2H2(g) CH3OH(g) △H <0。现将l0mol CO与20mol H2置于密闭容器中,在催化剂作用下发生反应生成甲醇,CO的平衡转化率()与温度、压强的关系如下图所示。
①自反应开始到达平衡状态所需的时间tA ________tB(填“大于”、“小于”或“等于”)。
②A、C两点的平衡常数KA ________KC(填“大于”、“小于”或“等于”)。
(5)某工作温度为650oC的熔融盐燃料电池,是以镍合金为电极材料,负极通人煤炭气(CO、H2),正极通人空气与CO2的混合气体,用一定比例的Li2CO3和Na2CO3混合物做电解质。请写出正极的电极反应式____________________。
高三化学填空题极难题查看答案及解析
“洁净煤技术”研究在世界上相当普遍,科研人员通过向地下煤层气化炉中交替鼓入空气和水蒸气的方法,连续产出了高热值的煤炭气,其主要成分是CO和H2。CO和H2可作为能源和化工原料,应用十分广泛。生产煤炭气的反应之一是:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)−131.4 kJ。
(1)在容积为3L的密闭容器中发生上述反应,5min后容器内气体的密度增大了0.12g/L,用H2O表示0~5miin的平均反应速率为_________________________。
(2)能说明该反应已达到平衡状态的是________(选填编号)。
a.v正 (C)= v逆(H2O) b.容器中CO的体积分数保持不变
c.c(H2)=c(CO) d.炭的质量保持不变
(3)若上述反应在t0时刻达到平衡(如图),在t1时刻改变某一条件,请在右图中继续画出t1时刻之后正反应速率随时间的变化:
①缩小容器体积,t2时到达平衡(用实线表示);
②t3时平衡常数K值变大,t4到达平衡(用虚线表示)。
(4)在一定条件下用CO和H2经如下两步反应制得甲酸甲酯:
①CO(g) + 2H2(g)CH3OH(g) ②CO(g) + CH3OH(g)HCOOCH3(g)
①反应①中CO的平衡转化率(α)与温度、压强的关系如图所示。在不改变反应物用量的情况下,为提高CO的转化率可采取的措施是。
②已知反应①中CO的转化率为80%,反应②中两种反应物的转化率均为85%,则5.04kgCO最多可制得甲酸甲酯________kg。
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“洁净煤技术”研究在世界上相当普遍,科研人员通过向地下煤层气化炉中交替鼓入空气和水蒸气的方法,连续产出了高热值的煤炭气,其主要成分是CO和H2。CO和H2可作为能源和化工原料,应用十分广泛。生产煤炭气的反应之一是:C (s)+H2O (g) CO(g)+H2(g) ΔH = +131.4 kJ/mol
(1)在容积为3 L的密闭容器中发生上述反应,5 min后容器内气体的密度增大了0.12 g/L,用H2O表示0 ~ 5 min的平均反应速率为_________________________。
(2)关于上述反应在化学平衡状态时的描述正确的是 。
A.CO的含量保持不变
B.v正(H2O)= v正(H2)
C.容器中混合气体的平均相对分子质量保持不变
(3)若上述反应在t0时刻达到平衡(如右图),在t1时刻改变某一条件,请在右图中继续画出t1时刻之后正反应速率随时间的变化:
①缩小容器体积,t2时到达平衡(用实线表示);
②t3时平衡常数K值变大,t4到达平衡(用虚线表示)。
(4)在一定条件下用CO和H2可以制得甲醇,CH3OH和CO的燃烧热为别725.8 kJ/mol ,283.0 kJ/mol,水的摩尔蒸发焓为44.0 kJ/mol,写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和气态水的热化学方程式: 。
(5)如下图所示,以甲醇燃料电池作为电源实现下列电解过程。乙池中发生反应的离子方程式为 。当甲池中增重16 g时,丙池中理论上产生沉淀质量的最大值为 g。
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“洁净煤技术”研究在世界上相当普遍,科研人员通过向地下煤层气化炉中交替鼓入空气和水蒸气的方法,连续产出了高热值的煤炭气,其主要成分是CO和H2。CO和H2可作为能源和化工原料,应用十分广泛。生产煤炭气的反应之一是:C (s)+H2O (g) CO(g)+H2(g) ΔH = +131.4 kJ/mol
(1)在容积为3 L的密闭容器中发生上述反应,5 min后容器内气体的密度增大了0.12 g/L,用H2O表示0 ~ 5 min的平均反应速率为_________________________。
(2)关于上述反应在化学平衡状态时的描述正确的是 。
A.CO的含量保持不变
B.v正(H2O)= v正(H2)
C.容器中混合气体的平均相对分子质量保持不变
(3)若上述反应在t0时刻达到平衡(如下图),在t1时刻改变某一条件,请在下图中继续画出t1时刻之后正反应速率随时间的变化:(用实线表示)
①缩小容器体积,t2时到达平衡;②t3时平衡常数K值变大,t4到达平衡。
(4)在一定条件下用CO和H2可以制得甲醇,CH3OH和CO的燃烧热为别725.8 kJ/mol ,283.0 kJ/mol,1 mol液态水变成气态水吸热44.0 kJ,写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和气态水的热化学方程式: 。
(5)如下图所示,以甲醇燃料电池作为电源实现下列电解过程。乙池中发生反应的离子方程式为 。当甲池中增重16 g时,丙池中理论上产生沉淀质量的最大值为 g。
高三化学填空题极难题查看答案及解析
“洁净煤技术”研究在世界上相当普遍,科研人员通过向地下煤层气化炉中交替鼓入空气和水蒸气的方法,连续产出了高热值的煤炭气,其主要成分是CO和H2。CO和H2可作为能源和化工原料,应用十分广泛。生产煤炭气的反应之一是:
C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)ΔH=+131.4kJ/mol
(1)在容积为3 L的密闭容器中发生上述反应,5 min后容器内气体的密度增大了0.12 g/L,用H2O表示0 ~ 5 min的平均反应速率为______________________。
(2)关于上述反应在化学平衡状态时的描述正确的是 。
A.CO的含量保持不变
B.v正(H2O)= v正(H2)
C.容器中混合气体的平均相对分子质量保持不变
(3)若上述反应在t0时刻达到平衡(如图),在t1时刻改变某一条件,请在右图中继续画出t1时刻之后正反应速率随时间的变化:
①缩小容器体积,t2时到达平衡(用实线表示);
②t3时平衡常数K值变大,t4到达平衡(用虚线表示)。
(4)在一定条件下用CO和H2可以制得甲醇,CH3OH和CO的燃烧热为别725.8 kJ/mol ,283.0 kJ/mol,水的摩尔蒸发焓为44.0 kJ/mol,写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和气态水的热化学方程式: 。
(5)如下图所示,以甲醇燃料电池作为电源实现下列电解过程。乙池中发生反应的离子方程式为 。当甲池中增重16 g时,丙池中理论上产生沉淀质量的最大值为 g。
高三化学简答题困难题查看答案及解析
“洁净煤技术”研究在世界上相当普遍,科研人员通过向地下煤层气化炉中交替鼓入空气和水蒸气的方法,连续产出了高热值的煤炭气,其主要成分是CO和H2。CO和H2可作为能源和化工原料,应用十分广泛.生产煤炭气的反应之一是:C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g) H=+131.4kJ/mol
(1)在容积为3L的密闭容器中发生上述反应,5min后容器内气体的密度增大了0.12g/L,用H2O表示0~5min的平均反应速率为______________。
(2)关于上述反应在化学平衡状态时的描述正确的是___________.
A.CO的含量保持不变
B.v正(H2O)=v正(H2)
C.容器中混合气体的平均相对分子质量保持不变
(3)若上述反应在t0时刻达到平衡(如图),在t1时刻改变某一条件,请在图中继续画出t1时刻之后正反应速率随时间的变化:
①缩小容器体积,t2时到达平衡(用实线表示);
②t3时平衡常数K值变大,t4到达平衡(用虚线表示).
(4)在一定条件下用CO和H2可以制得甲醇,CH3OH和CO的燃烧热分别为725.8kJ/mol,283.0kJ/mol,1molH2O(l)变为H2O(g)吸收44.0 kJ的热量,写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和气态水的热化学方程式_______________________
(5)如下图所示,以甲醇燃料电池作为电源实现下列电解过程.乙池中发生反应的离子方程式为_____________。当甲池中增重16g时,丙池中理论上产生沉淀质量的最大值为_________g。
高三化学填空题极难题查看答案及解析
“洁净煤技术”研究在世界上相当普遍,科研人员通过向煤气化炉中交替鼓入空气和水蒸气的方法,连续产出了热值高达12 500~16 000 kJ·m-3的煤炭气,其主要成分是CO和H2。CO和H2可作为能源和化工原料,应用十分广泛。已知:
C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ·mol-1①
2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH2=-483.6 kJ·mol-1②
C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH3=+131.3 kJ·mol-1③
则反应CO(g)+H2(g)+O2(g)H2O(g)+CO2(g) ΔH= kJ·mol-1。标准状况下的煤炭气(CO、H2)33.6 L与氧气完全反应生成CO2和H2O,反应过程中转移 mol e-。
高三化学填空题中等难度题查看答案及解析
合成气的主要成分是一氧化碳和氢气,可用于合成甲醇、二甲醚等清洁燃料。从天然气获得合成气过程中可能发生的反应有:
①CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) △H1=+206.1 kJ/mol
②CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) △H2=+247.3 kJ/mol
③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H3
请回答下列问题:
(1)在一密闭容器中进行反应①,测得CH4的物质的量浓度随反应时间的变化如图所示:
则反应前5min的平均反应速率v(H2)=______。10min时,改变的外界条件可能是_______(填代号)。
A.压缩体积 B.增大体积 C.升高温度 D.加入催化剂
(2)如图所示,在甲、乙两容器中分别充入等物质的量的CH4和CO2,使甲、乙两容器初始容积相等。在相同温度下发生反应②,并维持反应过程中温度不变。
已知甲容器中CH4的转化率随时间变化的图像如图所示,请在图中画出乙容器中CH4的转化率随时间变化的图像_______。
(3)反应③中△H3=________。800℃时,反应③的化学平衡常数K=1.0,某时刻测得该温度下的密闭容器中各物质的物质的量见表:
CO | H2O | CO2 | H2 |
0.5mol | 8.5mol | 2.0mol | 2.0mol |
此时反应③中正、逆反应速率的关系式是________(填代号)。
a.v(正)>v(逆) b.v(正)<v(逆) c.v(正)=v(逆) d.无法判断
(4)800K时向下列三个密闭容器中各充入2 mol H2、1 mol CO,发生反应:2H2(g)+CO(g)⇌CH3OH(g) △H<0,若三容器初始体积相同,甲容器在反应过程中保持压强不变,乙容器保持体积不变,丙容器维持绝热,三容器各自建立化学平衡。
甲. 乙. 丙.
①达到平衡时,平衡常数K(甲)________K(乙);K(乙)________K(丙)(填“>”、“<”或“=”)。
②达到平衡时H2的浓度c(H2)(甲)________c(H2)(乙);c(H2)(乙)________c(H2)(丙)(填“>”、“<”或“=”)。
(5)在以甲醇为燃料的电池中,电解质溶液为碱性,负极的电极反应式为_________,甲醇应用于燃料电池比甲醇直接用作燃料燃烧的优点是_______(回答一条即可)。
高三化学填空题中等难度题查看答案及解析
合成气的主要成分是一氧化碳和氢气,可用于合成二甲醚等清洁燃料。从天然气获得合成气过程中可能发生的反应有:
① CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g) ΔH1=+206.1 kJ/mol
② CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g) ΔH2=+247.3 kJ/mol
③ CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) ΔH3
请回答下列问题:
⑴ 在一密闭容器中进行反应①,测得CH4的物质的量浓度随反应时间的变化如图1所示。反应进行的前5 min内,v(H2)=_____________;10 min时,改变的外界条件可能是_____________。
⑵ 如图2所示,在甲、乙两容器中分别充入含等物质的量的CH4和CO2混合气体,使甲、乙两容器初始容积相等。在相同温度下发生反应②,并维持反应过程中温度不变。已知甲容器中CH4的转化率随时间变化的图像如图3所示,请在图3中画出乙容器中CH4的转化率随时间变化的图像。
⑶ 反应③中ΔH3= _____________。800℃时,反应③的化学平衡常数K=1.0,某时刻测得该温度下的密闭容器中各物质的物质的量见下表:
CO | H2O | CO2 | H2 |
0.5 mol | 8.5 mol | 2.0 mol | 2.0 mol |
此时反应③中正、逆反应速率的关系式是_____________(填字母)。
a.v(正)>v(逆) b.v(正)<v(逆) c.v(正)=v(逆) d.无法判断
高三化学填空题困难题查看答案及解析
CO | H2O | CO2 | H2 |
0.5mol | 8.5mol | 2.0mol | 2.0mol |
高三化学解答题中等难度题查看答案及解析