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二甲醚（CH3OCH3）是一種應(yīng)用前景廣闊的清潔燃料，以CO和H2為原料生產(chǎn)二甲醚主要發(fā)生以下三個反應(yīng)：
編號熱化學(xué)方程式化學(xué)平衡常數(shù)
①CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H1K1
②2CH3OH（g）?CH3OCH3（g）+H2O（g）△H2=-24kJ/molK2
③CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）△H3=-41kJ/molK3
回答下列問題：
（1）已知反應(yīng)①中的相關(guān)的化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如下：
化學(xué)鍵H-HC≡O(shè)C-OH-OC-H
E/（kJ/mol）4361076343465413
由上述數(shù)據(jù)計算△H1=
-99kJ/mol
-99kJ/mol
．
（2）該工藝的總反應(yīng)為3CO（g）+3H2（g）?CH3OCH3（g）+CO2（g）△H
該反應(yīng)△H=
-263kJ/mol
-263kJ/mol
，化學(xué)平衡常數(shù)K=
K12?K2?K3
K12?K2?K3
（用含K1、K2、K3的代數(shù)式表示）．
（3）下列措施中，能提高CH3OCH3產(chǎn)率的有
AD
AD
．
A．分離出二甲醚        B．升高溫度
C．改用高效催化劑        D．增大壓強
（4）工藝中反應(yīng)①和反應(yīng)②分別在不同的反應(yīng)器中進(jìn)行，無反應(yīng)③發(fā)生．該工藝中反應(yīng)③的發(fā)生提高了CH3OCH3的產(chǎn)率，原因是
反應(yīng)③消耗了反應(yīng)②中的產(chǎn)物H2O，使反應(yīng)②的化學(xué)平衡右移
反應(yīng)③消耗了反應(yīng)②中的產(chǎn)物H2O，使反應(yīng)②的化學(xué)平衡右移
．
（5）以
n
（
H
2
）
n
（
CO
）
=2通入1L的反應(yīng)器中，一定條件下發(fā)生反應(yīng)：4H2（g）+2CO（g）?CH3OCH3（g）+H2O（g）△H，其CO的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度、壓強變化關(guān)系如圖所示．下列說法正確的是
CD
CD
．
A．該反應(yīng)的△H＞0
B．若在p2和316℃時反應(yīng)達(dá)到平衡，則CO的轉(zhuǎn)化率小于50%
C．若在p3和316℃時反應(yīng)達(dá)到平衡，H2的轉(zhuǎn)化率等于50%
D．若在p3和316℃時，起始時
n
（
H
2
）
n
（
CO
）
=3，則達(dá)平衡時CO的轉(zhuǎn)化率大于50%
E．若在p1和200℃時，反應(yīng)達(dá)平衡后保持溫度和壓強不變，再充入2mol H2和1mol CO，則平衡時二甲醚的體積分?jǐn)?shù)增大
（6）某溫度下，將8.0mol H2和4.0mol CO充入容積為2L的密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)：4H2（g）+2CO（g）?CH3OCH3（g）+H2O（g），反應(yīng)達(dá)平衡后測得二甲醚的體積分?jǐn)?shù)為25%，則該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)K=
2.25
2.25
．菁優(yōu)網(wǎng)

【答案】-99kJ/mol；-263kJ/mol；K12?K2?K3；AD；反應(yīng)③消耗了反應(yīng)②中的產(chǎn)物H2O，使反應(yīng)②的化學(xué)平衡右移；CD；2.25
【解答】
【點評】
聲明：本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有，未經(jīng)書面同意，不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：27引用：2難度：0.5
相似題

  • 1．氫能是一種公認(rèn)的高熱值清潔能源，目前世界各國正致力于將高污染高排放的碳能源，過渡成清潔高效低排放的氫能源。
    （1）我國氫氣的主要來源是焦?fàn)t氣制氫，所制得的氫氣含有較多的CO和H2S，干法脫硫是用氧化鐵將硫元素轉(zhuǎn)化為硫化鐵。干法脫硫的反應(yīng)方程式為
     
    。
    （2）我國科研人員用木屑水蒸氣氣化制取氫燃料，在一定條件下，反應(yīng)器中存在的主要反應(yīng)如下：
    Ⅰ.C（s）+H2O（g）?CO（g）+H2（g）ΔH1
    Ⅱ.C（s）+2H2（g）?CH4（g）ΔH2
    Ⅲ.CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）ΔH3
    Ⅳ.CH4（g）+2H2O（g）?CO2（g）+4H2（g）ΔH4
    ①為研究反應(yīng)Ⅱ的熱效應(yīng)，以0.1molC（s）、0.2molH2（g）或0.1molCH4（g）為初始原料，在1023K、100kPa條件下，分別在恒壓容器中進(jìn)行反應(yīng)。達(dá)平衡時，以C（s）、H2（g）為原料，體系向環(huán)境放熱akJ；以CH4（g）為原料，體系從環(huán)境吸熱bkJ。忽略副反應(yīng)熱效應(yīng)，則反應(yīng)Ⅱ焓變ΔH2（1023K、100kPa）═
     
    。
    研究表明CaO的添加量按照CaO中所含的Ca和木屑所含C的物質(zhì)的量比
    n
    （
    C
    a
    ）
    n
    （
    C
    ）
    確定，在750℃，控制水蒸氣流量為定值，探究催化劑的催化效果，結(jié)果如下表所示。
    n
    （
    C
    a
    ）
    n
    （
    C
    ）
    		 氣體體積分?jǐn)?shù)/% 轉(zhuǎn)化率/%
    H2 CO CO2 CH4
    0 45.58 22.70 22.37 7.54 61.22
    0.5 52.95 21.74 19.11 5.14 56.59
    1.0 58.62 22.37 12.60 5.31 61.42
    ②
    n
    （
    C
    a
    ）
    n
    （
    C
    ）
    由0到0.5時，H2的體積分?jǐn)?shù)顯著增加的原因
     
    。
    ③隨著反應(yīng)的進(jìn)行，發(fā)現(xiàn)CaO的吸收能力逐漸降低，原因是
     
    。
    ④750℃，
    n
    （
    C
    a
    ）
    n
    （
    C
    ）
    ═1.0，假設(shè)各反應(yīng)達(dá)平衡后氣體組成如上表，平衡總壓為PMPa,則反應(yīng)Ⅰ的壓強平衡常數(shù)KP═
     
    MPa（保留1位小數(shù)）。
    （3）將氫氣儲存于液體燃料中，可以解決氫氣的安全高效存儲和運輸。由于甲醇具有單位體積儲氫量高、活化溫度低等優(yōu)點，是理想的液體儲氫分子。我國學(xué)者構(gòu)建一種雙功能結(jié)構(gòu)的催化劑，反應(yīng)過程中，在催化劑的表面同時活化水和甲醇。如圖是甲醇脫氫轉(zhuǎn)化的反應(yīng)歷程（TS表示過渡態(tài)）。
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    根據(jù)圖判斷甲醇脫氫反應(yīng)中斷裂的化學(xué)鍵是
     
    。

    發(fā)布：2024/11/10 8:0:1組卷：7引用：2難度：0.5

  • 2．（1）已知：
    甲醇脫水反應(yīng)   2CH3OH（g）═CH3OCH3（g）+H2O（g）△H1=-23.9kJ?mol-1
    甲醇制烯烴反應(yīng)  2CH3OH（g）═C2H4 （g）+2H2O（g）△H2=-29.1kJ?mol-1
    乙醇異構(gòu)化反應(yīng)  C2H5OH （g）═CH3OCH3（g）△H3=+50.7kJ?mol-1
    則乙烯氣相直接水合反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：
     
    。
    （2）如圖為乙烯氣相直接水合法制備乙醇中乙烯的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強的關(guān)系（其中n（H2O）：n（C2H4）=1：1）。
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    若p2=8.0MPa,列式計算A點的平衡常數(shù)Kp=
     
    （用平衡分壓代替平衡濃度計算；分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)；結(jié)果保留到小數(shù)點后兩位）；
    （3）以乙烯為燃料，氧氣為氧化劑，KOH溶液為電解質(zhì)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(fù)極的電極反應(yīng)式
     
    。
    ②若電解質(zhì)溶液中KOH的物質(zhì)的量為0.75mol,當(dāng)有0.25mol乙烯參與反應(yīng)時（假設(shè)電解質(zhì)溶液體積變化忽略不計），則反應(yīng)后電解質(zhì)溶液中各種離子的物質(zhì)的量濃度由大到小的順序是
     
    。

    發(fā)布：2024/11/4 8:0:2組卷：21引用：1難度：0.6

  • 3．肼（N2H4）作為一種重要的氮氫化合物，氫質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)12.5%，完全分解產(chǎn)物為H2和N2，是一種理想的液體氫源。N2H4分解過程中發(fā)生完全分解和不完全分解。
    完全分解：N2H4（g）?N2（g）+2H2（g）△H1=-50.6kJ?mol-1    I
    不完全分解：3N2H4（g）?4NH3（g）+N2（g）△H2                       II
    反應(yīng)II的焓變不易測量，現(xiàn)查表得如下數(shù)據(jù)：
    2NH3（g）?N2（g）+3H2（g）△H3=+92kJ?mol-1 （該反應(yīng)實際未發(fā)生）
    （1）反應(yīng)II在
     
    （填高溫、低溫或任意溫度）條件下可以自發(fā)進(jìn)行。
    （2）在體積固定的密閉容器中，以Ir/Al2O3為催化劑，在不同溫度下（催化劑均未失活）分解等量N2H4（一開始體系中無其他氣體），測得反應(yīng)相同時間后的N2H4、NH3和H2體積分?jǐn)?shù)如圖1所示：
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    ①下列說法正確的是
     

    A．據(jù)圖可知200℃時，反應(yīng) I的活化能低于反應(yīng)II的活化能
    B.300℃后N2H4的體積分?jǐn)?shù)略有提高，可能由于反應(yīng)II逆向移動導(dǎo)致
    C．換用選擇更高的Ni/Ir復(fù)合催化劑可提高N2H4的平衡轉(zhuǎn)化率
    D.400℃是該制氫工藝比較合適的生產(chǎn)溫度
    ②若某溫度下在1L體積固定的密閉容器中加入1molN2H4，反應(yīng)一段時間后達(dá)到平衡狀態(tài)，此時H2與NH3的物質(zhì)的量均為0.4mol。請計算該溫度下反應(yīng) I的平衡常數(shù)KC=
     
    （Kc為用氣體的濃度表示的平衡常數(shù)）
    ③若在600～1000℃下進(jìn)行上述實驗，請預(yù)測并在上圖中補充H2體積分?jǐn)?shù)的變化趨勢。
    （3）近期，來自四位非洲的女孩打造了一臺靠尿液驅(qū)動的發(fā)電機，其原理是把尿液以電解的方式分離出提供設(shè)備發(fā)電使用的氫氣的技術(shù)，同時將尿液脫氮（轉(zhuǎn)化為大氣循環(huán)的無污染氣體）減輕生活污水處理。以純尿液為電解液（以NH4+表示尿液中氮元素的存在形式），寫出該電解過程的總反應(yīng)方程式：
     

    發(fā)布：2024/11/10 8:0:1組卷：4引用：1難度：0.6
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