(6分)甲醇(CH3OH)和二甲醚(CH3OCH3)被称为21世纪的新型燃料。以CH4和H2O为原料制备甲醇和二甲醚的工业流程如下:
根据要求回答下列问题:
(1)“反应室1”在一定条件下反应的化学方程式为 。
(2)水煤气合成二甲醚的三步反应如下:
①2H2(g)+CO(g)CH3OH(g) ΔH= -90.8kJ·mol-1
②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH= -23.5kJ·mol-1
③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH= -41.3kJ·mol-1
完成热化学反应方程式:3H2(g)+3CO(g)CH3OCH3(g)+CO2(g);ΔH= 。
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(2013秋•兰山区期中)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)一定条件下,反应室1中发生反应CH4(g)+H2O(g)═CO(g)+3H2(g)△H>0.其它条件不变,只降低温度,逆反应速率将 (填“增大”、“减小”或“不变”).
(2)图1中反应室3(容积可变的密闭容器)中0.2mol CO与0.4mol H2在催化剂作用下发生可逆反应生成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图2所示,则:
①P1 P2 (填“<”、“>”或“=”).
②在压强P1下,100℃时反应达到化学平衡,反应室3的容积变为2L,此时CO平衡常为 , 若温度不变,再加入1.0mol CO后重新达到平衡,CO的平衡转化率 (填“增大”、“不变”或“减小”).
③保持容积为2L不变,温度100℃不变,向反应室3中再通入0.2mol CO与0.4mol H2,CO的平衡转化率 (填“增大”、“不变”或“减小”).
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(6分)甲醇(CH3OH)和二甲醚(CH3OCH3)被称为21世纪的新型燃料。以CH4和H2O为原料制备甲醇和二甲醚的工业流程如下:
根据要求回答下列问题:
(1)“反应室1”在一定条件下反应的化学方程式为 。
(2)水煤气合成二甲醚的三步反应如下:
①2H2(g)+CO(g)CH3OH(g) ΔH= -90.8kJ·mol-1
②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH= -23.5kJ·mol-1
③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH= -41.3kJ·mol-1
完成热化学反应方程式:3H2(g)+3CO(g)CH3OCH3(g)+CO2(g);ΔH= 。
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(6分)甲醇(CH3OH)和二甲醚(CH3OCH3)被称为21世纪的新型燃料。以CH4和H2O为原料制备甲醇和二甲醚的工业流程如下:
根据要求回答下列问题:
(1)“反应室1”在一定条件下反应的化学方程式为 。
(2)水煤气合成二甲醚的三步反应如下:
①2H2(g)+CO(g)CH3OH(g) ΔH = -90.8kJ·mol-1
②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH = -23.5kJ·mol-1
③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH = -41.3kJ·mol-1
完成热化学反应方程式:3H2(g)+3CO(g)CH3OCH3(g)+CO2(g);ΔH = 。
(3)某科研机构研制的一种新型的质子交换膜二甲醚燃料电池(DDFC),该电池有较高的安全性。该电池总反应为CH3OCH3+3O2=2CO2+3H2O,其工作原理如图所示。
电极a的电极反应式为 。
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甲醇被称为2l世纪的新型燃料,工业上通过下列反应①和②,用CH4和H2O为原料来制备甲醇。
① CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g) △H1
② CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H2
将0.20mol CH4和0.30 mol H2O(g)通入容积为10L的密闭容器中,在一定条件下发生反应①,达到平衡时,CH4的转化率与温度、压强的关系如右图。
(1)已知在P1、100℃时达到平衡所需的时间为5min,则用CH4表示的平均反应速率为______。
(2)反应①的△H1____0,图中的P1______P2(填“<”、“=”或“>”)。
(3)在压强为0.1MPa条件下,将一定量CO与H2的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇,则反应②的△H2____0,△S____0(填“<”、“=”或“>”)。
(4)根据题中给出的数据,计算反应①在100℃时的平衡常数值____________(写出计算过程及结果)
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实验编号 | T(℃) | n (CO)/n(H2) | P(MPa) |
I | 150 | 0.1 | |
II | 5 | ||
III | 350 | 5 |
高二化学填空题中等难度题查看答案及解析
甲醇被称为2l世纪的新型燃料,工业上通过下列反应①和②,用CH4和H2O为原料来制备甲醇。
① CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g) ΔH1
② CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH2
将0.20mol CH4(g)和0.30 mol H2O(g)通入容积为10L的密闭容器中,在一定条件下发生反应①,达到平衡时,CH4的转化率与温度、压强的关系如图。
(1)温度不变,缩小体积,增大压强,①的反应速率 ______(填“增大”、“减小”或“不变”),平衡向 ___方向移动。
(2)温度升高,反应①的ΔH1 0(填“<”、“=”或“>”),其平衡常数表达式为K= ,100℃时的平衡常数值是 ______。
(3)在压强为0.1 MPa条件下, 将a mol CO与 3 a mol H2的混合气体在催化剂作用下进行反应②生成甲醇。为了寻找合成甲醇的温度和压强的适宜条件,某同学设计了三组实验,部分实验条件已经填在下面实验设计表中。请在下表空格中填入剩余的实验条件数据。
实验编号 | T(℃) | n (CO)/n(H2) | P(MPa) |
I | 150 | 1/3 | 0.1 |
II | 5 | ||
III | 350 | 5 |
高二化学填空题简单题查看答案及解析
甲醇(CH3OH)和二甲醚(CH3OCH3)被称为21世纪的新型燃料,具有清洁、高效等优良的性能。
(1)CO2可用于合成二甲醚(CH3OCH3),有关反应的热化学方程式如下:
CO2(g) + 3H2(g) = CH3OH(g) + H2O(g) ΔH = -49.0kJ·mol-1,
2CH3OH(g) = CH3OCH3(g)+ H2O(g) ΔH =-23.5kJ·mol-1,
则CO2与H2反应合成二甲醚的热化学方程式为 。
(2)若反应2CH3OH(g) CH3OCH3(g) + H2O(g)在某温度下的化学平衡常数为400,此温度下,在密闭容器中加入一定量甲醇,反应进行到某时刻,测得各物质的浓度如表所示:
物质 | CH3OH(g) | CH3OCH3(g) | H2O(g) |
浓度(mol·L-1) | 0.44 | 0.60 | 0.60 |
①写出该反应的平衡常数表达式:K= 。
②比较该时刻正、逆反应速率的大小:v(正) v(逆)(填“>”、“<”或“=”)
③若加入甲醇后经 10 min 反应达到平衡,则平衡后c(CH3OH)= ,该时间内反应速率v(CH3OCH3)= 。
(3)工业上合成甲醇的反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH =-90.8kJ·mol-1,若在温度相同、容积均为2L的3个容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,测得反应达到平衡时如下:
容器 | 甲 | 乙 | 丙 |
反应物投入量 | 1molCO、2 mol H2 | 1 mol CH3OH | 2 mol CO、4 mol H2 |
CH3OH的浓度(mol/L) | c1=0.25 | c2 | c3 |
反应的能量变化 | 放出Q1 kJ | 吸收Q2 kJ | 放出Q3 kJ |
平衡常数 | K1 | K2 | K3 |
反应物转化率 | α1 | α2 | α3 |
①下列不能说明该反应在恒温恒容条件下已达化学平衡状态的是 。
A. v正(H2)= 2v逆(CH3OH) B. n(CO)﹕n(H2)﹕n(CH3OH)=1﹕2 : 1
C. 混合气体的密度不变 D. 混合气体的平均相对分子质量不变
E. 容器的压强不变
②下列说法正确的是 。
A. c1= c2 B. Q1= Q2 C. K1= K2 D. α2+α3 < 100%
③如图表示该反应的反应速率v和时间t的关系图:
各阶段的平衡常数如下表所示:
t2~t3 | t4~t5 | t5~t6 | t7~t8 |
K4 | K5 | K6 | K7 |
K4、K5、K6、K7之间的关系为 (填“>”、“<”或“=”)。反应物的转化率最大的一段时间是 。
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(14分)甲醇被称为2l世纪的新型燃料,工业上通过下列反应Ⅰ和Ⅱ,用CH4和H2O为原料来制备甲醇。
(1)将1 mol CH4和2 mol H2O(g)通入反应室(容积为100L),并在一定条件下发生如下反应:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)……Ⅰ
测得CH4的转化率与温度、压强的关系如图。
①当压强为P1,温度为100℃时达到平衡所需的时间为5min。则用H2表示0~5min内的平均反应速率为______。
②图中的P1_________P2(填“<”、“>”或“=”)。
③100℃时该反应的平衡常数为______________。
④在其它条件不变时降低温度,反应Ⅰ的逆反应速率将________(填“增大” “减小”或“不变”),反应_________移动(填“向正方向”、“向逆方向”或“不”)。
(2)在压强为0.1 MPa条件下, 将a mol CO与 3a mol H2的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇,其反应如下:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)……Ⅱ
①则该反应的△H________0,△S_________0(填“<”、“>”或“=”)。
②若容器容积不变,下列措施可增加甲醇产率的是___________。
A.升高温度 B.将CH3OH(g)从体系中分离 C.充入He,使体系总压强增大
③为了寻找合成甲醇的温度和压强的适宜条件,某同学设计了三组实验,部分实验条件已经填在下面实验设计的表中。请在下表空格中填入剩余的实验条件数据。
实验编号 | T(℃) | n (CO)/n(H2) | P(MPa) |
ⅰ | 150 | 1/3 | 0.1 |
ⅱ | ________ | ________ | 5 |
ⅲ | 350 | ________ | 5 |
高二化学填空题简单题查看答案及解析
甲醇被称为2l世纪的新型燃料,工业上可以用CH4和H2O为原料来制备甲醇.
(1)将1.0mol CH4和2.0mol H2O(g)通入容积为10L的反应室,在一定条件下发生反应
Ⅰ:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g),CH4的转化率与温度、压强的关系如图甲:
已知100℃,压强为P1时,达到平衡所需的时间为5min,
①则用 H2 表示的平均反应速率为______.
②在其它条件不变的情况下升高温度,化学平衡常数将____(填“增大”“减小”或“不变”).
③图中的P1____P2(填“<”、“>”或“=”),在100℃,压强为P1时平衡常数为_______.
④保持反应体系100℃,压强为P1,5min后再向容器中冲入H2O、 H2各0.5mol,化学平衡将向___移动(填“向左”“向右或“不”).
(2)在一定条件下,将a mol CO与 3a mol H2的混合气体在催化剂作用下能自发发生反应
Ⅱ:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)
①该反应的△H___0,△S___0(填“<”、“>”或“=”).
②若容器容积不变,下列措施可以提高CO转化率的是____.
A.升高温度
B.将CH3OH(g)从体系中分离出来
C.充入He,使体系总压强增大
D.再充入1mol CO和3mol H2.
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