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    21．醇X蒸气的密度是相同条件下H2密度的30.0倍.取1.20gX与过量的金属钠完全作用后生成224mL气体.取一定质量的X完全燃烧后.产生的气体依次通过浓硫酸和碱石灰.使两者的质量分别增加1.44g和2.64g.试求: ⑴X的摩尔质量为 , ⑵通过计算确定X的分子式, ⑶写出X可能的结构 【查看更多】

     

    题目列表(包括答案和解析)

    醇X蒸气的密度是相同条件下H2密度的30.0倍，取1.20gX与过量的金属钠完全作用后生成224mL（标况）气体。取一定质量的X完全燃烧后，产生的气体依次通过浓硫酸和碱石灰，使两者的质量分别增加1.44g和2.64g。试求：

    (1) 通过计算确定X的分子式； (2) 写出X所有同分异构体的结构简式。 

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    除去水蒸气后的水煤气主要含H2、CO、CO2及少量的H2S、CH4，继续除去H2S后，可采用催化或非催化转化技术，将CH4转化成CO，得到CO、CO2和H2的混合气体，是理想的合成甲醇原料气．

    (1)制水煤气的主要化学反应方程式为：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)，此反应是吸热反应．

    ①此反应的化学平衡常数表达式为________；

    ②下列能增大碳的转化率的措施是________；

    A．加入C(s)

    B．加入H2O(g)

    C．升高温度

    D．增大压强

    (2)将CH4转化成CO，工业上常采用催化转化技术，其反应原理为：

    CH4(g)＋O2(g)CO(g)＋2H2O(g)；ΔH＝－519 kJ/mol．工业上要选择合适的催化剂，分别对X、Y、Z三种催化剂进行如下实验(其他条件相同)

    ①X在750℃时催化效率最高，能使正反应速率加快约3×105倍；

    ②Y在600℃时催化效率最高，能使正反应速率加快约3×105倍；

    ③Z在440℃时催化效率最高，能使逆反应速率加快约1×106倍；

    根据上述信息，你认为在生产中应该选择的适宜催化剂是________(填“X”或“Y”或“Z”)，选择的理由是________；

    (3)请在坐标图中，画出上述反应在有催化剂与无催化剂两种情况下反应过程中体系能量变化示意图，并进行必要标注．

    (4)合成气合成甲醇的主要反应是：

    2H2(g)＋CO(g)CH3OH(g)；ΔH＝－90.8 kJ·mol－1，T℃下此反应的平衡常数为160．此温度下，在密闭容器中开始只加入CO、H2，反应10 min后测得各组分的浓度如下：

    ①该时间段内反应速率v(H2)＝________mol·L－1·min－1．

    ②比较此时正、逆反应速率的大小：v正________v逆(填“＞”、“＜”或“＝”)

    (5)生产过程中，合成气要进行循环，其目的是________．

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    （本题共8分）

    水煤气法制甲醇工艺流程框图如下

     (注:除去水蒸气后的水煤气含55～59%的H2，15～18%的CO，11～13%的CO2，少量的H2S、CH4，除去H2S后，可采用催化或非催化转化技术，将CH4转化成CO，得到CO、CO2和H2的混合气体，是理想的合成甲醇原料气，即可进行甲醇合成)

    （1）制水煤气的主要化学反应方程式为：C（s）+H2O（g）CO（g）+H2（g），此反应是吸热反应。① 此反应的化学平衡常数表达式为                      ；

    ②下列能提高碳的平衡转化率的措施是                      。

    A．加入C（s）     B．加入H2O（g）     C．升高温度     D．增大压强

    （2）将CH4转化成CO，工业上常采用催化转化技术，其反应原理为：

    CH4 (g)+3/2O2 (g)CO (g)+2H2O (g) +519KJ。工业上要选择合适的催化剂，分别对X、Y、Z三种催化剂进行如下实验（其他条件相同）

    ① X在T1℃时催化效率最高，能使正反应速率加快约3×105倍；

    ② Y在T2℃时催化效率最高，能使正反应速率加快约3×105倍；

    ③ Z在T3℃时催化效率最高，能使逆反应速率加快约1×106倍；

    已知：T1＞T2＞T3，根据上述信息，你认为在生产中应该选择的适宜催化剂是      （填“X”或“Y”或“Z”），选择的理由是                                          。

    （3）合成气经压缩升温后进入10m3甲醇合成塔，在催化剂作用下，进行甲醇合成，主要反应是：2H2(g) + CO(g) CH3OH(g)+181.6kJ。T4℃下此反应的平衡常数为160。此温度下，在密闭容器中加入CO、H2，反应到某时刻测得各组分的浓度如下：

    物质

    H2

    CO

    CH3OH

    浓度/（mol·L－1）

    0.2

    0.1

    0.4

    ① 比较此时正、逆反应速率的大小：v正         v逆 （填“>”、“<”或“＝”)。

    ② 若加入同样多的CO、H2，在T5℃反应，10 min后达到平衡，此时c(H2)＝0.4 mol·L－1、c(CO)＝0.7 mol·L－1、则该时间内反应速率v(CH3OH) ＝             mol·(L·min)－1。

    （4）生产过程中，合成气要进行循环，其目的是                                   。

     

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    （本题共8分）
    水煤气法制甲醇工艺流程框图如下

    (注:除去水蒸气后的水煤气含55～59%的H2，15～18%的CO，11～13%的CO2，少量的H2S、CH4，除去H2S后，可采用催化或非催化转化技术，将CH4转化成CO，得到CO、CO2和H2的混合气体，是理想的合成甲醇原料气，即可进行甲醇合成)
    （1）制水煤气的主要化学反应方程式为：C（s）+H2O（g）CO（g）+H2（g），此反应是吸热反应。①此反应的化学平衡常数表达式为                     ；
    ②下列能提高碳的平衡转化率的措施是                     。
    A．加入C（s）B．加入H2O（g）C．升高温度D．增大压强
    （2）将CH4转化成CO，工业上常采用催化转化技术，其反应原理为：
    CH4 (g)+3/2O2 (g)CO (g)+2H2O (g) +519KJ。工业上要选择合适的催化剂，分别对X、Y、Z三种催化剂进行如下实验（其他条件相同）
    ① X在T1℃时催化效率最高，能使正反应速率加快约3×105倍；
    ② Y在T2℃时催化效率最高，能使正反应速率加快约3×105倍；
    ③ Z在T3℃时催化效率最高，能使逆反应速率加快约1×106倍；
    已知：T1＞T2＞T3，根据上述信息，你认为在生产中应该选择的适宜催化剂是     （填“X”或“Y”或“Z”），选择的理由是                                         。
    （3）合成气经压缩升温后进入10m3甲醇合成塔，在催化剂作用下，进行甲醇合成，主要反应是：2H2(g) + CO(g) CH3OH(g)+181.6kJ。T4℃下此反应的平衡常数为160。此温度下，在密闭容器中加入CO、H2，反应到某时刻测得各组分的浓度如下：
    物质
    		H2
    		CO
    		CH3OH
    浓度/（mol·L－1）
    		0.2
    		0.1
    		0.4
    ①比较此时正、逆反应速率的大小：v正        v逆（填“>”、“<”或“＝”)。
    ②若加入同样多的CO、H2，在T5℃反应，10 min后达到平衡，此时c(H2)＝0.4 mol·L－1、c(CO)＝0.7 mol·L－1、则该时间内反应速率v(CH3OH) ＝            mol·(L·min)－1。
    （4）生产过程中，合成气要进行循环，其目的是                                  。

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    （19分）碳及其化合物有广泛的用途。
    （1）将水蒸气通过红热的碳即可产生水煤气。反应为：
    C(s)＋ H2O(g)  CO(g) ＋H2(g) ΔH=" +131.3" kJ?mol-1，以上反应达到平衡后，在体积不变的条件下，以下措施加快反应速率且有利于提高H2O的平衡转化率的是         。(填序号)
    A．升高温度　B．增加碳的用量C．加入催化剂D．用CO吸收剂除去CO E.增大压强
    （2）又知，C（s）+ CO2（g） 2CO（g） △H=+172.5kJ?mol-1
    写出C（s）与H2O（g）反应生成CO2（g）和H2（g）的热化学方程式                            。  
    （3）甲醇是一种燃料，可利用甲醇设计一个燃料电池，用KOH溶液作电解质溶液，多孔石墨做电极，该电池负极反应式为：                         。
    若用该电池提供的电能电解600mLNaCl溶液，设有0.01molCH3OH完全放电，NaCl足量，且电解产生的Cl2全部溢出，电解前后忽略溶液体积的变化，则电解结束后所得溶液的pH=                
    （4）将一定量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2.0L的恒容密闭容器中，发生以下反应：
    CO(g)＋H2O(g)  CO2(g)＋H2(g)，得到如下数据：
    温度/℃
    		起始量/mol
    		平衡量/mol
    		达到平衡所x需时间/min
    H2O
    		CO
    		H2
    		CO
    900
    		1.0
    		2.0
    		0.4
    		1.6
    		3.0
    通过计算求出该反应的平衡常数(结果保留两位有效数字)　　　　　　　　　　。
    改变反应的某一条件，反应进行到tmin时，测得混合气体中CO2的物质的量为0.6 mol。若用200 mL 4.5 mol/L的NaOH溶液将其完全吸收，反应的离子方程式为（用一个离子方程式表示）　　　　　。
    （5）工业生产是把水煤气中的混合气体经过处理后获得的较纯H2用于合成氨。合成氨反应原理为：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)  ΔH＝-92.4kJ?mol-1。实验室模拟化工生产，分别在不同实验条件下反应，N2浓度随时间变化如下图。
    不同实验条件下反应，N2浓度随时间变化如下图1。
        
    图1                             图2
    请回答下列问题：
    ①与实验Ⅰ比较，实验Ⅱ改变的条件为                 。
    ②实验Ⅲ比实验Ⅰ的温度要高，其它条件相同，请在上图2中画出实验Ⅰ和实验Ⅲ中NH3浓度随时间变化的示意图。

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