二甲醚(CH3OCH3)是重要的能源物質(zhì),其制備、應(yīng)用與轉(zhuǎn)化是研究的熱點(diǎn)。
(1)利用合成氣制備二甲醚主要包含三個(gè)反應(yīng):
CO(g)+2H2(g)═CH3OH(g);ΔH=-90.4kJ?mol-1
2CH3OH(g)═CH3OCH3(g)+H2O(g);ΔH=-23.4kJ?mol-1
CO(g)+H2O(g)═H2(g)+CO2(g);ΔH=-41.0kJ?mol-1
則3CO(g)+3H2(g)═CH3OCH3(g)+CO2(g);ΔH=-245.2kJ?mol-1-245.2kJ?mol-1。
(2)某二甲醚/雙氧水燃料電池的工作原理如圖1所示。電池工作時(shí),電極A附近溶液pH增大增大(填“減小”、“增大”或“不變”);電極B的電極反應(yīng)式為CH3OCH3-12e-+16OH-═2CO2-3+11H2OCH3OCH3-12e-+16OH-═2CO2-3+11H2O。
(3)二甲醚催化羰化制備乙醇主要涉及以下兩個(gè)反應(yīng):
反應(yīng)Ⅰ:CO(g)+CH3OCH3(g)═CH3COOCH3(g);△H1
反應(yīng)Ⅱ:CH3COOCH3(g)+2H2(g)═CH3CH2OH(g)+CH3OH(g);△H2
反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ的平衡常數(shù)的對(duì)數(shù)lgK1、lgK2與溫度的關(guān)系如圖2所示;在固定CO、CH3OCH3、H2的原料比、體系壓強(qiáng)不變的條件下,同時(shí)發(fā)生反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ,平衡時(shí)各物質(zhì)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨溫度的變化如圖3所示。
①△H1<<(填“>”、“<”或“=”)0。
②300~400K時(shí),CH3CH2OH物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨溫度升高而降低的原因是由圖2知,此溫度范圍內(nèi)反應(yīng)Ⅰ較完全;溫度升高,反應(yīng)Ⅱ平衡左移,導(dǎo)致CH3CH2OH物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)降低由圖2知,此溫度范圍內(nèi)反應(yīng)Ⅰ較完全;溫度升高,反應(yīng)Ⅱ平衡左移,導(dǎo)致CH3CH2OH物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)降低。
③600~700K時(shí),CH3COOCH3物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨溫度升高而降低的原因是溫度升高,反應(yīng)Ⅰ平衡左移超過反應(yīng)Ⅱ平衡左移的幅度溫度升高,反應(yīng)Ⅰ平衡左移超過反應(yīng)Ⅱ平衡左移的幅度。
④400K時(shí),在催化劑作用下,反應(yīng)一段時(shí)間后,測(cè)得CH3CH2OH物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為10%(圖3中X點(diǎn))。不改變?cè)媳取囟群蛪簭?qiáng),一定能提高CH3CH2OH物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)的措施有延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間、使用對(duì)反應(yīng)Ⅱ催化性能更好的催化劑延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間、使用對(duì)反應(yīng)Ⅱ催化性能更好的催化劑。
CO
2
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3
CO
2
-
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【答案】-245.2kJ?mol-1;增大;CH3OCH3-12e-+16OH-═2+11H2O;<;由圖2知,此溫度范圍內(nèi)反應(yīng)Ⅰ較完全;溫度升高,反應(yīng)Ⅱ平衡左移,導(dǎo)致CH3CH2OH物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)降低;溫度升高,反應(yīng)Ⅰ平衡左移超過反應(yīng)Ⅱ平衡左移的幅度;延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間、使用對(duì)反應(yīng)Ⅱ催化性能更好的催化劑
CO
2
-
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【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:46引用:1難度:0.6
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1.升高溫度,下列數(shù)據(jù)不一定增大的是( )
發(fā)布:2025/1/6 6:0:5組卷:31引用:4難度:0.7 -
2.催化還原CO2是解決溫室效應(yīng)及能源問題的重要手段之一。研究表明,在Cu/ZnO催化劑存在下,CO2和H2可發(fā)生以下兩個(gè)平衡反應(yīng)。下列有關(guān)說法不正確的是( ?。?br />①CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H1=-53.7kJ?mol-1
②CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)△H2=+41.2kJ?mol-1發(fā)布:2025/1/6 6:0:5組卷:90引用:3難度:0.5 -
3.現(xiàn)代工業(yè)將煤汽化,既可以提高燃料的利用率、減少CO、SO2等的排放,又可以擴(kuò)大水煤氣的用途.甲醇是一種可再生能源,具有開發(fā)和應(yīng)用的廣闊前景,工業(yè)上一般可采用水煤氣來合成甲醇CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g).
(1)如圖1是該反應(yīng)在不同溫度下CO的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化的曲線.
①T1和T2溫度下的平衡常數(shù)大小關(guān)系是K1K2(填“>”、“<”或“=”).
②以下有關(guān)說法正確的是
a.恒溫、恒容條件下,容器內(nèi)的壓強(qiáng)不發(fā)生變化則可逆反應(yīng)達(dá)到平衡
b.一定條件下,H2的消耗速率是CO的消耗速率的2倍時(shí)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡
c.使用合適的催化劑能縮短達(dá)到平衡的時(shí)間并提高CH3OH的產(chǎn)率
d.某溫度下,將2molCO和6molH2充入2L的密閉容器中,充分反應(yīng),達(dá)到平衡后,測(cè)得c(CO)=0.2mol/L,則CO的轉(zhuǎn)化率為80%
(2)已知在常溫常壓下①2CH3OH(1)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H=-akJ?mol-1
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-bkJ?mol-1③H2O(g)=H2O(1)△H=-ckJ?mol-1
則:CH3OH(1)+O2(g)=CO(g)+2H2O(1)△H=
(3)2009年10月,中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所在甲醇燃料電池技術(shù)方面獲得新突破,組裝出了自呼吸電池及主動(dòng)式電堆.甲醇燃料電池的工作原理如圖2所示.
①該電池正極的電極反應(yīng)式為
②工作一段時(shí)間后,當(dāng)6.4g甲醇完全反應(yīng)生成CO2時(shí),有
(4)以上述電池做電源,用圖3所示裝置,在實(shí)驗(yàn)室中模擬鋁制品面“鈍化”處理的過程中,發(fā)現(xiàn)溶液逐漸變渾濁,原因是發(fā)布:2024/12/30 14:0:1組卷:25引用:3難度:0.5
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