练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中化学 > 题目详情

    二甲醚（CH3OCH3）是一种重要的精细化工产品，被认为是二十一世纪最有潜力的燃料[ 已知：CH3OCH3(g)+3O2(g)＝2CO2(g)+3H2O（1）? △H＝－1455kJ/mol ]。同时它也可以作为制冷剂而替代氟氯代烃。工业上制备二甲醚的主要方法经历了三个阶段：

    ①甲醇液体在浓硫酸作用下或甲醇气体在催化作用下直接脱水制二甲醚； 2CH3OH CH3OCH3＋H2O

    ②合成气CO与H2直接合成二甲醚： 3H2(g)＋3CO(g)CH3OCH3(g)＋CO2(g)?? △H＝－247kJ/mol

    ③天然气与水蒸气反应制备二甲醚。以CH4和H2O为原料制备二甲醚和甲醇工业流程如下：

    （1）写出CO(g)、H2(g)、O2(g)反应生成CO2(g)和H2O（1）的热化学方程式（结果保留一位小数）????????????????????????????????????????????????

    （2）在反应室2中，一定条件下发生反应3H2(g)＋3CO(g)CH3OCH3(g)＋CO2(g)在密闭容器中达到平衡后，要提高CO的转化率，可以采取的措施是?????

    A．低温高压?? B．加催化剂??? C．增加CO浓度?? D．分离出二甲醚

    （3）在反应室3中，在一定温度和压强条件下发生了反应：3H2(g)＋CO2(g) CH3OH(g)＋H2O (g)? △H＜0反应达到平衡时，改变温度（T）和压强（P），反应混合物CH3OH“物质的量分数”变化情况如图所示，关于温度（T）和压强（P）的关系判断正确的是??? （填序号）

    A．P3＞P2?? T3＞T2?????? B．P2＞P4?? T4＞T2

    C．P1＞P3 ? T1＞T3?????? D．P1＞P4?? T2＞T3

    （4）反应室1中发生反应：CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)? △H＞0写出平衡常数的表达式：??????????????????????????

    如果温度降低，该反应的平衡常数????????????? （填“不变”、“变大”、“变小”）

    （5）如图为绿色电源“二甲醚燃料电池”的工作原理示意图则a电极的反应式为：________________

    （6）下列判断中正确的是_______

    A．向烧杯a中加入少量K3[Fe(CN)6]溶液，有蓝色沉淀生成

    B．烧杯b中发生反应为2Zn-4eˉ ＝2Zn2+

    C．电子从Zn极流出，流入Fe极，经盐桥回到Zn极

    D．烧杯a中发生反应O2 + 4H+ + 4eˉ ＝ 2H2O，溶液pH降低

     

    【答案】

    （1）CO(g)＋H2(g)＋O2(g) CO2(g)＋H2O(l)? △H＝—567.3kJ/mol

    （2）AD? （3）C D?? （4）k＝，变小

    （5）CH3OCH3－12e－+16OH－＝2CO32－+11 H2O（6）B

    【解析】

    试题分析：（1）将CH3OCH3(g)+3O2(g)＝2CO2(g)+3H2O（1） △H＝－1455kJ/mol 和3H2(g)＋3CO(g) CH3OCH3(g)＋CO2(g)?? △H＝－247kJ/mol相加，整理可得：CO(g)＋H2(g)＋O2(g) CO2(g)＋H2O(l)? △H＝—567.3kJ/mol。（2）由于反应3H2(g)＋3CO(g)CH3OCH3(g)＋CO2(g) △H＝－247kJ/mol的正反应是个气体体积减小的放热反应，所以达到平衡后，要提高CO的转化率，即是平衡正向移动，应该低温高压或分离出二甲醚。加入加催化剂只能缩短达到平衡所需要的时间，但平衡不发生移动。若??? 增加CO浓度，平衡正向移动，转化量增加，但加入量远远大于平衡转化消耗量，所以CO的转化率反而降低。选项为AD。（3）反应3H2(g)＋CO2(g) CH3OH(g)＋H2O (g)? △H＜0达到平衡后，若增大压强或降低温度，平衡正向移动，CH3OH的含量增加；若降低压强或升高温度，平衡逆向移动，CH3OH的含量减少。则A.P2>P3，T2>T3.错误。B．P2＞P4?? T2＞T4.错误。C．P1＞P3 ，， T1＞T3 正确。D．P1＞P4 ，T2＞T3。正确。（4）反CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)? △H＞0的化学平衡常数的表达式为k＝如果温度降低，根据平衡移动原理。化学平衡向放热反应方向(即向逆反应方向)移动，所以该反应的平衡常数减小。（5）在燃料电池“二甲醚燃料电池”中，通入燃料的电极a电极为负极，电极的反应式为CH3OCH3－12e－+16OH－＝2CO32－+11 H2O。（6）A.由于活动性Zn>Fe,所以是Zn失去电子，作负极。Fe作正极。因为Fe未发生氧化反应，所以向烧杯a中加入少量K3[Fe(CN)6]溶液，不会有蓝色沉淀生成。A错误，B正确。C. 电子从Zn极流出，流入Fe极，在溶液中阳离子从负极向正极移动，阴离子从正极相负极移动，从而形成闭合回路。错误.D．NaCl溶液呈中性，所以在烧杯a中发生反应O2 + 2H2O + 4eˉ ＝4OH-，溶液pH升高。错误。

    考点：考查热化学方程式的书写、外界条件对化学平衡的影响、化学平衡常数的含义及应用、原电池工作原理及正误判断的知识。

     

    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
    高一 高一免费课程推荐！ 初一 初一免费课程推荐！
    高二 高二免费课程推荐！ 初二 初二免费课程推荐！
    高三 高三免费课程推荐！ 初三 初三免费课程推荐！
    相关习题

    科目：高中化学 来源： 题型：

    二甲醚是一种重要的清洁燃料．工业上可利用煤的气化产物（水煤气）合成二甲醚．主要的三步反应如下：
    ①2H2（g）+CO（g）?CH3OH（g）；△H=-91.8kJ?mol
    ②2CH3OH（g）?CH3OCH3（g）+H2O（g）；△H=-23.5kJ?mol
    ②CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）；△H=-41.3kJ?mol
    回答下列问题：
    （2）水煤气合成二甲醚三步反应总的热化学方程式为：
     

    （3）-定条件下的密闭容器中，该总反应达到平衡后，要提高CO的转化率，下列措施中可以采取的是
     
     （填字母代号）．
    a．升高温度； b．降低温度； c．增大压强； d．减小压强；
    e．缩小体积；f．增大CO的浓度；g．增大CO2的浓度
    （3）某温度下，将一定里的CH3OH加入密闭容器中发生反应：2CH3OH（g）?CH3OCH3（g）+H2O（g），
    经20min反应达到平衡，此时测得c（CH3OH）=0.56mol?L；c（H2O）=0.72mol?L-1
    ①达平衡时，c（CH3OCH3）=
     
    该时间段内反应逨率v（CH3OH）=
     
    ．开始加入的CH3OH浓度c（CH3OH）=
     
    ．
    ②在相同的条件下，若起始浓度的数值如下表所示
     物质  CH3OH  CH3OCH3  H2O
     浓度/（mol?L-1）  0.28  0.86  0.86
    则该反应正、逆反应速率（v正、v逆）随时间（＜）变化的曲线是下列图中的：
     
    平衡时CH3OCH在混合物中的体积百分含量是
     

    精英家教网

    查看答案和解析>>

    科目：高中化学 来源：2011-2012学年江苏省无锡市高三上学期期末考试化学试卷 题型：填空题

    （14分）二甲醚（CH3OCH。）和甲醇（CH3OH）被称为21世纪的新型燃料，具有清洁、高效等优良的性能。以CH4和H2O为原料制备二甲醚和甲醇的工业流程如下：

        （1）催化反应室B中CO与H2合成二甲醚的化学方程式为           .

        （2）催化反应室A中发生的反应为：

        CH4（g）+H2O（g）CO（g）+3H2（g）……（I）、CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g）……（Ⅱ）催化反应室C中发生的反应为：

        CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）……（Ⅲ）、CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g）……（Ⅳ）

        ①已知：原子利用率=×100％，试求反应（Ⅳ）的原子利用率为        。

        ②反应（Ⅳ）的△S         0（填“>”、“=”或“<”）。

        ③在压强为5MPa，体积为VL的反应室c中，amol CO与20mol H2在催化剂作用下发生反应（Ⅲ）生成甲醇，CO的转化率与温度的关系如右图。则该反应的△H      0（填“>”、“=”或“<”）。300℃时该反应的平衡常数K=         （用含字母的代数式表示）。

       

    （3）我国某科研所提供一种碱性“直接二甲醚燃料电池”。

        该燃料电池负极的电极反应式为：

        CH3OCH3一12e一+16OH一=2CO2-3+11H2O。有人提出了一种利用氯碱工业产品治理含二氧化硫（体积分数为x）废气的方法如下：

        ①将含SO2的废气通人电解饱和食盐水所得溶液中，得NaHSO3溶液；

        ②将电解饱和食盐水所得气体反应后制得盐酸；

        ③将盐酸加入NaHSO3溶液中得SO2气体回收。

        用上述碱性“直接二甲醚燃料电池”电解食盐水来处理标准状况下VL的废气，计算消耗二甲醚的质量。

     

    查看答案和解析>>

    科目：高中化学 来源： 题型：

    （14分）二甲醚（CH3OCH。）和甲醇（CH3OH）被称为21世纪的新型燃料，具有清洁、高效等优良的性能。以CH4和H2O为原料制备二甲醚和甲醇的工业流程如下：

        （1）催化反应室B中CO与H2合成二甲醚的化学方程式为           .

        （2）催化反应室A中发生的反应为：

        CH4（g）+H2O（g）CO（g）+3H2（g）……（I）、CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g）……（Ⅱ）催化反应室C中发生的反应为：

        CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）……（Ⅲ）、CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g）……（Ⅳ）

        ①已知：原子利用率=×100％，试求反应（Ⅳ）的原子利用率为        。

        ②反应（Ⅳ）的△S         0（填“>”、“=”或“<”）。

        ③在压强为5MPa，体积为VL的反应室c中，amol CO与20mol H2在催化剂作用下发生反应（Ⅲ）生成甲醇，CO的转化率与温度的关系如右图。则该反应的△H     0（填“>”、“=”或“<”）。300℃时该反应的平衡常数K=        （用含字母的代数式表示）。

       

    （3）我国某科研所提供一种碱性“直接二甲醚燃料电池”。

        该燃料电池负极的电极反应式为：

        CH3OCH3一12e一+16OH一=2CO2-3+11H2O。有人提出了一种利用氯碱工业产品治理含二氧化硫（体积分数为x）废气的方法如下：

        ①将含SO2的废气通人电解饱和食盐水所得溶液中，得NaHSO3溶液；

        ②将电解饱和食盐水所得气体反应后制得盐酸；

        ③将盐酸加入NaHSO3溶液中得SO2气体回收。

        用上述碱性“直接二甲醚燃料电池”电解食盐水来处理标准状况下VL的废气，计算消耗二甲醚的质量。

     

    查看答案和解析>>

    科目：高中化学 来源：2012届江苏省无锡市高三上学期期末考试化学试卷 题型：填空题

    （14分）二甲醚（CH3OCH。）和甲醇（CH3OH）被称为21世纪的新型燃料，具有清洁、高效等优良的性能。以CH4和H2O为原料制备二甲醚和甲醇的工业流程如下：

    （1）催化反应室B中CO与H2合成二甲醚的化学方程式为          .
    （2）催化反应室A中发生的反应为：
    CH4（g）+H2O（g）CO（g）+3H2（g）……（I）、CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g）……（Ⅱ）催化反应室C中发生的反应为：
    CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）……（Ⅲ）、CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g）……（Ⅳ）
    ①已知：原子利用率=×100％，试求反应（Ⅳ）的原子利用率为       。
    ②反应（Ⅳ）的△S         0（填“>”、“=”或“<”）。
    ③在压强为5MPa，体积为VL的反应室c中，amol CO与20mol H2在催化剂作用下发生反应（Ⅲ）生成甲醇，CO的转化率与温度的关系如右图。则该反应的△H     0（填“>”、“=”或“<”）。300℃时该反应的平衡常数K=         （用含字母的代数式表示）。

    （3）我国某科研所提供一种碱性“直接二甲醚燃料电池”。
    该燃料电池负极的电极反应式为：
    CH3OCH3一12e一+16OH一=2CO2-3+11H2O。有人提出了一种利用氯碱工业产品治理含二氧化硫（体积分数为x）废气的方法如下：
    ①将含SO2的废气通人电解饱和食盐水所得溶液中，得NaHSO3溶液；
    ②将电解饱和食盐水所得气体反应后制得盐酸；
    ③将盐酸加入NaHSO3溶液中得SO2气体回收。
    用上述碱性“直接二甲醚燃料电池”电解食盐水来处理标准状况下VL的废气，计算消耗二甲醚的质量。

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案