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工业上可利用煤的气化产物(水煤气)合成二甲醚。

       (1)煤的气化的主要化学反应方程式为:_____________________________________。

       (2)煤的气化过程中产生的有害气体H2S用Na2CO3溶液吸收,生成两种酸式盐,该反应的化学方程式为:_________________________________________________________。

       (3)利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下:

① 2H2(g)+ CO(g) CH3OH(g)  ΔH = -90.8 kJ·mol1

② 2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+ H2O(g)    ΔH= -23.5 kJ·mol1

③ CO(g)+ H2O(g) CO2(g)+ H2(g)     ΔH= -41.3 kJ·mol1

       总反应:3H2(g)+ 3CO(g) CH3OCH3(g)+ CO2 (g)的ΔH= ___________;

       一定条件下的密闭容器中,该总反应达到平衡,要提高CO的转化率,可以采取的措施是__________(填字母代号)。

       a.高温高压          b.加入催化剂        c.减少CO2的浓度

       d.增加CO的浓度    e.分离出二甲醚

       (4)已知反应②2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+ H2O(g)某温度下的平衡常数为400 。此温度下,在密闭容器中加入CH3OH ,反应到某时刻测得各组分的浓度如下:

物质

CH3OH

CH3OCH3

H2O

浓度/(mol·L1

0.44

0.6

0.6

       (1)C + H2O  CO + H2    (3分)

       (2)H2S + Na2CO3 = NaHS + NaHCO3 (3分)

       (3)-246.4 kJ·mol1      c  e

       (4) ①  >     ② 0.04 mol·L1      0.16 mol/L·min

练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:

(2010?天津)二甲醚是一种重要的清洁燃料,也可替代氟利昂作制冷剂等,对臭氧层无破坏作用.工业上可利用煤的气化产物(水煤气)合成二甲醚.请回答下列问题:
(1)煤的气化的主要化学反应方程式为:
C+H2O
 高温 
.
 
CO+H2
C+H2O
 高温 
.
 
CO+H2

(2)煤的气化过程中产生的有害气体H2S用Na2CO3溶液吸收,生成两种酸式盐,该反应的化学方程式为:
H2S+Na2CO3=NaHS+NaHCO3
H2S+Na2CO3=NaHS+NaHCO3

(3)利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下:
①2H2(g)+CO(g)?CH3OH(g);△H=-90.8kJ?mol-1
②2CH3OH(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g);△H=-23.5kJ?mol-1
③CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g);△H=-41.3kJ?mol-1
总反应:3H2(g)+3CO(g)?CH3OCH3(g)+CO2(g)的△H=
-246.4kJ?mol-1
-246.4kJ?mol-1

一定条件下的密闭容器中,该总反应达到平衡,要提高CO的转化率,可以采取的措施是
c、e
c、e
(填字母代号).
a.高温高压          b.加入催化剂        c.减少CO2的浓度     d.增加CO的浓度    e.分离出二甲醚
(4)已知反应②2CH3OH(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g)某温度下的平衡常数为400.此温度下,在密闭容器中加入CH3OH,反应到某时刻测得各组分的浓度如下:
物质 CH3OH CH3OCH3 H2O
浓度/(mol?L-1 0.44 0.6 0.6
①比较此时正、逆反应速率的大小:v
 v (填“>”、“<”或“=”).
②若加入CH3OH后,经10min反应达到平衡,此时c(CH3OH)=
0.04mol?L-1
0.04mol?L-1
;该时间内反应速率v(CH3OH)=
0.16mol/(L?min)
0.16mol/(L?min)

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科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

Ⅰ.如何降低大气中CO2的含量及有效利用CO2,目前已引起各国普遍重视.
(1)工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇.为探究反应原理,现进行如下实验,在体积为1L的密闭容器中,充入1mol CO2和3mol H2,在500℃下发生反应:CO2(g)+3H2(g)           CH3OH(g)+H2O(g).实验测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图1所示.

①从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)=
0.225mol/(L?min)
0.225mol/(L?min)

②图2是改变温度时H2的化学反应速率随时间变化的示意图,则该反应的正反应是
热(填“吸”或“放”)反应.
③该反应的平衡常数K为
5.33
5.33
(保留两位小数).若提高温度到800℃进行,达平衡时,K值
减小
减小
(填“增大”、“减小”或“不变”),
④500℃达平衡时,CH3OH的体积分数ω为
0.3
0.3

(2)在载人航天器的生态系统中,不仅要求分离去除CO2,还要求提供充足的O2.某种电化学装置可实现如下转化:2CO2=2CO+O2,CO可用作燃料.已知该反应的阳极反应为:4OH--4e-=O2↑+2H2O,则阴极反应式为
2CO2+4e-+2H2O=2CO+4OH-
2CO2+4e-+2H2O=2CO+4OH-

Ⅱ.工业上可利用煤的气化产物(CO和H2)合成二甲醚(CH3OCH3),其三步反应如下:
①2H2 (g)+CO(g)?CH3OH (g)△H=-90.8kJ?mol-1
②2CH3OH(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g)△H=-23.5kJ?mol-1
③CO(g)+H2O(g)?CO2 (g)+H2(g)△H=-41.3kJ?mol-1
(3)总合成反应的热化学方程式为
3H2(g)+3CO(g)?CH3OCH3(g)+CO2(g)△H=-246.4kJ/mol
3H2(g)+3CO(g)?CH3OCH3(g)+CO2(g)△H=-246.4kJ/mol

(4)一定条件下的密闭容器中,上述总反应达到平衡时,要提高CO的转化率,可以采取的措施是
CE
CE
(填字母代号).
A.高温高压          B.加入催化剂        C.减少CO2的浓度   D.增加CO的浓度    E.分离出二甲醚
(5)已知反应②2CH3OH(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g)在某温度下的平衡常数K=400.此温度下,在密闭容器中加入CH3OH,反应到某时刻测得各组分的浓度如下:
物质 CH3OH CH3OCH3 H2O
c/mol?L-1 0.44 0.60 0.60
此时,v (正)
 v (逆) (填“>”、“<”或“=”).

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科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

二甲醚是一种重要的清洁燃料,也可替代氟利昂作制冷剂等,对臭氧层无破坏作用.工业上可利用煤的气化产物(水煤气)合成二甲醚.
(1)利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下:
①2H2(g)+CO(g)?CH3OH(g);△H=-90.8kJ?mol-1
②2CH3OH(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g);△H=-23.5kJ?mol-1
③CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g);△H=-41.3kJ?mol-1
总反应:3H2(g)+3CO(g)?CH3OCH3(g)+CO2 (g)的△H=
-246.4KJ/mol
-246.4KJ/mol

(2)已知反应②2CH3OH(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g)某温度下的平衡常数为400.此温度下,在密闭容器中加入CH3OH,反应到某时刻测得各组分的浓度如下:
物质 CH3OH CH3OCH3 H2O
浓度/(mol?L-1 0.44 0.6 0.6
①比较此时正、逆反应速率的大小:v
 v (填“>”、“<”或“=”).
②若加入CH3OH后,经10min反应达到平衡,此时c(CH3OH)=
0.04mol/L
0.04mol/L
;该时间内反应速率v(CH3OH)=
0.16mol/L?min
0.16mol/L?min

(3)在溶液中,反应A+2B?C分别在三种不同实验条件下进行,它们的起始浓度均为c(A)=0.100mol/L、c(B)=0.200mol/L及c(C)=0mol/L.反应物A的浓度随时间的变化如图所示.
请回答下列问题:
与①比较,②和③分别仅改变一种反应条件.所改变的条件和判断的理由是:
加催化剂,达到平衡的时间缩短,平衡时A的浓度不变
加催化剂,达到平衡的时间缩短,平衡时A的浓度不变

温度升高,达到平衡的时间缩短,平衡时A的浓度减小
温度升高,达到平衡的时间缩短,平衡时A的浓度减小

该反应的△H
0,判断其理由是
升高温度反应正反应方向,故反应是吸热反应
升高温度反应正反应方向,故反应是吸热反应

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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、v)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
 

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科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

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.利用水煤气合成二甲醚的热化学方程式为:
3H2(g)+3CO(g)?CH3OCH3(g)+CO2(g)△H=-274kJ?mol-1
(1)该反应在一定条件下的密闭容器中达到平衡后,为同时提高反应速率和二甲醚的产率,可以采取的措施是
 
(填字母)
A.降低温度   B.加入催化剂   C.缩小容器体积    D.增加H2的浓度   E.分离出二甲醚
(2)该反应可以分两步进行:
4H2(g)+2CO(g)═CH3OCH3(g)+H2O(g)△H1 ①
CO(g)+H2O(g)═CO2(g)+H2△H2=-42kJ?mol-1
则反应①的焓变△H1=
 
kJ?mol-1,熵变△S
 
(填“>、<或=”)0.
已知某些化学键的键能数据如下表所示:
化学键 C-H O-H H-H C-O C≡O
键能/kJ.mol-1 413 463 436 358 1072
CO中C与O之间为叁键连接,则CO2中碳氧键的键能是
 
kJ?mol-1
(3)二甲醚也可以通过CH3OH分子间脱水制得:
2CH3OH(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g)△H3=-23.5kJ?mol-1.在T1℃,恒容密闭容器中建立上述平衡,体系中各组分浓度变化如下表:
物质 CH3OH (g) CH3OCH3 (g) H2O (g)
起始浓度/mol.l-1 2 0.2 0
平衡浓度/mol.l-1 0.4 1 0.8
①该条件下反应平衡常数K=
 

②相同条件下,若改变起始浓度.
物质 CH3OH (g) CH3OCH3 (g) H2O (g)
起始浓度/mol.l-1 0.4 1.2 0.6
此时正、逆反应速率的大小:v
 
(填“>、<或=”)v
(4)二甲醚-空气是一种高效的燃料电池,在氢氧化钾溶液中,电池反应方程式为:
CH3OCH3(l)+3O2(g)+4KOH(aq)═2K2CO3(aq)+5H2O(l)
请写出负极的电极反应式:
 

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