(14分)甲醇、二甲醚等被称为绿色能源,工业上利用天然气为主要原料与二氧化碳、水蒸气在一定条件下制备合成气(CO、H2),再制成甲醇、二甲醚(CH3OCH3)。
(1)已知1g二甲醚气体完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量为32kJ,请写出二甲醚燃烧热的热化学方程式____________________________________________________________________。
(2)写出二甲醚碱性燃料电池的负极电极反应式 __________________________________。
(3)用合成气制备二甲醚的反应原理为:2CO(g) + 4H2(g)CH3OCH3(g) + H2O(g)。已知一定条件下,该反应中CO的平衡转化率随温度、投料比[n(H2) / n(CO)]的变化曲线如下左图:
①a、b、c按从大到小的顺序排序为_________________,该反应的△H_______0(填“>”、“<”)。
②某温度下,将2.0molCO(g)和4.0molH2(g)充入容积为2L的密闭容器中,反应到达平衡时,改变压强和温度,平衡体系中CH3OCH3(g)的物质的量分数变化情况如上图所示,关于温度和压强的关系判断正确的是 ;
A. P3>P2,T3>T2 B. P1>P3,T1>T3 C. P2>P4,T4>T2 D. P1>P4,T2>T3
③在恒容密闭容器里按体积比为1:2充入一氧化碳和氢气,一定条件下反应达到平衡状态。当改变反应的某一个条件后,下列变化能说明平衡一定向逆反应方向移动的是 ;
A. 正反应速率先增大后减小 B. 逆反应速率先增大后减小
C. 化学平衡常数K值减小 D. 氢气的转化率减小
④ 某温度下,将4.0molCO和8.0molH2充入容积为2L的密闭容器中,反应达到平衡时,测得二甲醚的体积分数为25%,则该温度下反应的平衡常数K=__________。
高三化学填空题中等难度题
能源是制约国家发展进程的因素之一。甲醇、二甲醚等被称为2 1世纪的绿色能源,工业上利用天然气为主要原料与二氧化碳、水蒸气在一定条件下制备合成气(CO、H2),再制成甲醇、二甲醚。
(1)工业上,可以分离合成气中的氢气,用于合成氨,常用醋酸二氨合亚铜
[Cu(NH3)2Ac]溶液(Ac=CH3COO-)(来吸收合成气中的一氧化碳,其反虚原理为:
[Cu(NH3)2Ac](aq)+CO+NH3[Cu(NH3)3]Ac•CO(aq)(△H<0)
常压下,将吸收一氧化碳的溶液处理重新获得[Cu(NH3)2]AC溶液的措施是;
(2)工业上一般采用下列两种反应合成甲醇:
反应a:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H=-49.0kJ/mol
反应b:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H<0
①对于反应a,某温度下,将4.0 mol CO2(g)和12.0 mol H2(g)充入容积为2L的密闭容器中,反应到达平衡时,测得甲醇蒸气的体积分数为30%,则该温度下反应的平衡常数为________;
②对于反应b,某温度下,将1.0mol CO(g)和2.0 mol H2(曲充入固定容积的密闭容器中,反应到达平衡时,改变温度和压强,平衡体系中CH3OH的物质的量分数变化情况如图所示,温度和压强的关系判断正确的是________;(填字母代号)
A.p3>p2,T3>T2
B.p2>p4,T4>T2
C.p1>p3,T1>T3
D.p1>p4,T2>T3
(3)CO可以合成二甲醚,二甲醚可以作为燃料电池的原料,化学反应原理为:
CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H<0
①在恒容密闭容器里按体积比为1:4充入一氧化碳和氢气,一定条件下反应达到平衡状态。当改变反应的某一个条件后,下列变化能说明平衡一定向正反应方向移动的是________;
A.逆反应速率先增大后减小
B.正反应速率先增大后减小
C.反应物的体积百分含量减小
D.化学平衡常数K值增大
②写出二甲醚碱性燃料电池的负极电极反应式________;
③己知参与电极反应的电极材料单位质量放出电能的大小称为该电池的比能量。关于二甲醚碱性燃料电池与乙醇碱性燃料电池,下列说法正确的是________(填字母)
A.两种燃料互为同分异构体,分子式和摩尔质量相同,比能量相同
B.两种燃料所含共价键数目相同,断键时所需能量相同,比能量相同
C.两种燃料所含共价键类型不同,断键时所需能量不同,比能量不同
(4)已知l g二甲醚气体完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量为31.63 kJ,请写出表示二甲醚燃烧热的热化学方程式________。
高三化学填空题极难题查看答案及解析
能源是制约国家发展进程的因素之一。甲醇、二甲醚等被称为21世纪的绿色能源,工业上利用天然气为主要原料与二氧化碳、水蒸气在一定条件下制备合成气(CO、H2),再制成甲醇、二甲醚。
(1)工业上,可以分离合成气中的氢气,用于合成氨,常用醋酸二氨合亚铜[Cu(NH3)2]AC溶液(AC=CH3COO﹣)来吸收合成气中的一氧化碳,其反应原理为:
[Cu(NH3)2]AC(aq)+CO(g)+NH3(g)⇌[Cu(NH3)3]AC•CO(aq)△H<0
常压下,将吸收一氧化碳的溶液处理重新获得[Cu(NH3)2]AC溶液的措施是 ;
(2)天然气的一个重要用途是制取H2,其原理为:CO2(g)+CH4(g)⇌2CO(g)+2H2(g).
在密闭容器中通入物质的量浓度均为0.1mol•L﹣1的CH4与CO2,在一定条件下发生反应,测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如下图1所示,则压强P1 P2(填“大于”或“小于”);压强为P2时,在Y点:v(正) v(逆)(填“大于”、“小于”或“等于”). 求Y点对应温度下的该反应的平衡常数K= .(计算结果保留两位有效数字)
(3)CO可以合成二甲醚,二甲醚可以作为燃料电池的原料,化学反应原理为:CO(g)+4H2(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g)△H<0
①在恒容密闭容器里按体积比为1:4充入一氧化碳和氢气,一定条件下反应达到平衡状态.当改变反应的某一个条件后,下列变化能说明平衡一定向正反应方向移动的是 ;
A.逆反应速率先增大后减小 B.正反应速率先增大后减小
C.反应物的体积百分含量减小 D.化学平衡常数K值增大
②写出二甲醚碱性燃料电池的负极电极反应式 ;
③己知参与电极反应的电极材料单位质量放出电能的大小称为该电池的比能量.关于二甲醚碱性燃料电池与乙醇碱性燃料电池,下列说法正确的是 (填字母)
A.两种燃料互为同分异构体,分子式和摩尔质量相同,比能量相同
B.两种燃料所含共价键数目相同,断键时所需能量相同,比能量相同
C.两种燃料所含共价键类型不同,断键时所需能量不同,比能量不同
(4)已知l g二甲醚气体完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量为31.63kJ,请写出表示二甲醚燃烧热的热化学方程式 .
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能源是制约国家发展进程的因素之一。甲醇、二甲醚等被称为2 1世纪的绿色能源,工业上利用天然气为主要原料与二氧化碳、水蒸气在一定条件下制备合成气(CO、H2),再制成甲醇、二甲醚。
(1)工业上,可以分离合成气中的氢气,用于合成氨,常用醋酸二氨合亚铜 [Cu(NH3) 2] AC溶液(AC=CH3COO-)来吸收合成气中的一氧化碳,其反应原理为:
常压下,将吸收一氧化碳的溶液处理重新获得[Cu(NH3) 2] AC溶液的措施是 ;
(2)天然气的一个重要用途是制取H2,其原理为:CO2(g)+CH4(g) 2CO(g)+2H2(g) 。在密闭容器中通入物质的量浓度均为0.1mol·L-1的CH4与CO2,在一定条件下发生反应,测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如下图1所示,则压强P1 _____P2(填 “大于”或“小于”);压强为P2时,在Y点:v(正) v(逆)(填“大于”、“小于”或“等于”)。 求Y点对应温度下的该反应的平衡常数K= 。(计算结果保留两位有效数字)
(3)CO可以合成二甲醚,二甲醚可以作为燃料电池的原料,化学反应原理为:
①在恒容密闭容器里按体积比为1:4充入一氧化碳和氢气,一定条件下反应达到平衡状态。当改变反应的某一个条件后,下列变化能说明平衡一定向正反应方向移动的是 ;
A.逆反应速率先增大后减小 C.反应物的体积百分含量减小
B.正反应速率先增大后减小 D.化学平衡常数K值增大
②写出二甲醚碱性燃料电池的负极电极反应式 ;
③己知参与电极反应的电极材料单位质量放出电能的大小称为该电池的比能量。关于二甲醚碱性燃料电池与乙醇碱性燃料电池,下列说法正确的是 (填字母)
A.两种燃料互为同分异构体,分子式和摩尔质量相同,比能量相同
B.两种燃料所含共价键数目相同,断键时所需能量相同,比能量相同
C.两种燃料所含共价键类型不同,断键时所需能量不同,比能量不同
(4)已知l g二甲醚气体完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量为31.63 kJ,请写出表示二甲醚燃烧热的热化学方程式 。
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(14分)甲醇、二甲醚等被称为绿色能源,工业上利用天然气为主要原料与二氧化碳、水蒸气在一定条件下制备合成气(CO、H2),再制成甲醇、二甲醚(CH3OCH3)。
(1)已知1g二甲醚气体完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量为32kJ,请写出二甲醚燃烧热的热化学方程式____________________________________________________________________。
(2)写出二甲醚碱性燃料电池的负极电极反应式 __________________________________。
(3)用合成气制备二甲醚的反应原理为:2CO(g) + 4H2(g)CH3OCH3(g) + H2O(g)。已知一定条件下,该反应中CO的平衡转化率随温度、投料比[n(H2) / n(CO)]的变化曲线如下左图:
①a、b、c按从大到小的顺序排序为_________________,该反应的△H_______0(填“>”、“<”)。
②某温度下,将2.0molCO(g)和4.0molH2(g)充入容积为2L的密闭容器中,反应到达平衡时,改变压强和温度,平衡体系中CH3OCH3(g)的物质的量分数变化情况如上图所示,关于温度和压强的关系判断正确的是 ;
A. P3>P2,T3>T2 B. P1>P3,T1>T3 C. P2>P4,T4>T2 D. P1>P4,T2>T3
③在恒容密闭容器里按体积比为1:2充入一氧化碳和氢气,一定条件下反应达到平衡状态。当改变反应的某一个条件后,下列变化能说明平衡一定向逆反应方向移动的是 ;
A. 正反应速率先增大后减小 B. 逆反应速率先增大后减小
C. 化学平衡常数K值减小 D. 氢气的转化率减小
④ 某温度下,将4.0molCO和8.0molH2充入容积为2L的密闭容器中,反应达到平衡时,测得二甲醚的体积分数为25%,则该温度下反应的平衡常数K=__________。
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(17分)CO和H2的混合气体俗称合成气,是一种重要的工业原料气,可以在一定条件下制备甲醇,二甲醚等多种有机物。工业上利用天然气(主要成分为CH4)与水进行高温重整制备合成气。
(1) 已知:CH4、H2和CO的燃烧热分别为890.3kJ/mol、285.8kJ/mol和283.0kJ/mol,且1mol液态水汽化时的能量变化为44.0kJ。写出甲烷与水蒸气在高温下反应制取合成气的热化学方程式 。
(2)在一定条件下,向体积为2L的密闭容器中充入0.40mol CH4和0.60mol H2O(g),测得CH4(g)和H2(g)的物质的量浓度随时间变化如下表所示:
时间/min 物质 浓度 | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 |
CH4 | 0.2mol·L—1 | 0.13 mol·L—1 | 0.1 mol·L—1 | 0.1 mol·L—1 | 0.09 mol·L—1 |
H2 | 0 mol·L—1 | 0.2 mol·L—1 | 0.3 mol·L—1 | 0.3 mol·L—1 | 0.33 mol·L—1 |
①3—4min之间,化学平衡向___ ____反应方向移动(填“正”或“逆”)。
②3min时改变的反应条件是____________________(只填一种条件的改变)
(3)已知温度、压强、投料比X〔n(CH4)/n(H2O)〕对该反应的影响如图所示。
①图1中的两条曲线所示投料比的关系X1____X2(填“=”“>”或“<”下同)
②图2中两条曲线所示的压强比的关系:p1_______p2
(4)以天然气(设杂质不参与反应)、KOH溶液为原料可设计成燃料电池
①放电时,正极的电极反应式_______________________________________
②设装置中盛有100.0mL 3.0mol/L KOH溶液,放电时参与反应的氧气在标准状况下的体积为8.96L,放电过程中没有气体逸出,则放电完毕后,所得溶液中各离子浓度由大到小的关系为 ____。
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天然气( 主要成分为甲烷)是一种高效的清洁能源,也是一种重要的化工原料,利用天然气制备甲醇、乙醇、二甲醚(CH3OCH3)、乙烯(C2H4)等物质的主要反应有:
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
请回答下列问题:
(1)反应2CH4(g)+H2O(g)= C2H5OH(g)+2H2(g)的△H =______kJ/mol;根据化学原理,可 以同时加快该反应的速率和提高甲烷转化率的措施有_______________________。
(2)CO与H2在一定条件下,同时发生②和③的反应,产生二甲醚的结果如上图所示。260℃时,CO转化率虽然很高,而二甲醚的产率却很低,可能的原因是 ( 答出一条即可) _______;CO 与H2 合成二甲醚的最佳的温度是_____________。
(3) 对于气体参与的反应如反应④[2CH3OH(g) C2H4(g) + 2H2O(g)],可以用某组分B的平衡压强(PB)代替物质的量浓度(c)表示平衡常数(Kp),则反应④的平衡常数表达式Kp=____;也可以用压强(PB)变化表示化学反应速率,体积不变的密闭容器中充入一定量的CH3OH气体发生反应④,在10分钟内,容器的压强由xkPa 升高到ykPa,则这段时间该反应的化学反应速率v(CH4)=_____________。
(4) 反应①~⑤中有多种物质可以做燃料电池的燃料,其中H2是单位质量燃料释放电能最多的物质,若与下列物质构成电池,H2 与_______构成的电池比能量最大。
a.H2O2 b.Cl2 C.O2 d.NiOOH
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(14分)甲醇(CH3OH)和二甲醚(CH3OCH3)被称为21世纪的新型燃料。以CH4和H2O为原料制备二甲醚和甲醇的工业流程如下
(1)写出催化反应室1中在一定条件下进行的化学方程式: 。
(2)在压强为0.1MPa条件下,反应室3(容积为VL)中amolCO与2amolH2在催化剂作用下反应生成甲醇:CO(g) +2H2(g)CH3OH(g),CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示,
则:①P1 P2。(填“<”、“>”或“=”)
②在其它条件不变的情况下,反应室3再增加a mol CO与2a mol H2,达到新平衡时,CO的转化率 。(填“增大”、“减小”或“不变”)
③在P1压强下,100℃时,反应:CH3OH(g)CO(g)+2H2(g)的平衡常数为 。(用含a、V的代数式表示)。
(3)下图为绿色电源“二甲醚燃料电池”的工作原理示意图,a电极的电极反应式为 。
(4)水煤气合成二甲醚的三步反应如下:
① 2H2(g)+CO(g) CH3OH(g);ΔH=-90.8 kJ·mol1
② 2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g);ΔH=-23.5kJ·mol1
③ CO(g)+H2O(g) CO2(g) + H2(g);ΔH=-41.3 kJ·mol1
则反应:3H2(g) +3CO(g) CH3OCH3(g)+CO2(g)的ΔH= 。
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二甲醚(CH3OCH3)和甲醇(CH3OH)被称为21世纪的新型燃料。以CH4和H2O为原料制备二甲醚和甲醇的工业流程如下:
请填空:
(1)在一定条件下,反应室1(假设容积为10L)中发生反应:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g),起始时按体积比1:2充入CH4和水蒸气,经过一段时间反应达到平衡状态,平衡时混合气的压强比起始时增大20%,则CH4的转化率为。
(2)在一定条件下,已知反应室2的可逆反应除生成二甲醚外还生成了气态水,其化学方程式为。
(3)在一定条件下,反应室3(容积为VL)中amolCO与2amolH2在催化剂作用下反应生成甲醇:CO(g) +2H2(g) CH3OH(g) △H ,CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示,则:
① P1________P2 , △H_____0 (填“<”、“>”或“=”)。
②在其它条件不变的情况下,反应室3再增加amolCO与2amolH2,达到新平衡时,CO的转化率______(填“增大”、“减小”或“不变”) 。
③在P1压强下,100℃时,反应放出的热量为QkJ,则该条件下此反应的热化学方程式______________________________________。
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(14分)二甲醚(CH3OCH3)和甲醇(CH3OH)被称为21世纪的新型燃料。以CH4和H2O为原料制备二甲醚和甲醇的工业流程如下:
请填空:
(1)在一定条件下,反应室1中发生反应:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) △H>0。
在其它条件不变的情况下降低温度,逆反应速率将________ (填“增大”、“减小”或“不变”)。将1.0molCH4和2.0molH2O通入反应室1(假设容积为10L),1min末有0.1molCO生成,则1min内反应的平均速率v(H2)=________mol·L-1·min-1。
(2)在一定条件下,已知反应室2的可逆反应除生成二甲醚外还生成了气态水,其化学方程式为________。
(3)在压强为0.1MPa条件下,反应室3(容积为2L)中 0.2molCO与0.4molH2在催化剂作用下反应生成甲醇:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g),CO的平衡转化率与温度、压强的关系如右图所示,则:
① P1________P2 (填“<”、“>”或“=”)。
②在P1压强下,100℃时,反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的平衡常数K的值为________
若温度不变,再加入1.0molCO后重新达到平衡,则CO的转化率________(填“增大”、“不变”或“减小”),CH3OH的体积分数________(填“增大”、“不变”或“减小”)。
③在其它条件不变的情况下,反应室3再增加0.2molCO与0.4molH2,达到新平衡时,CO的转化率________(填“增大”、“不变”或“减小”),c(CH3OH)________0.1mol/L(填“>”、“<”或“ = ”)
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