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生物质资源是一种污染小的可再生能源.生物质的主要转化途径及主要产物如图.
(1)由生物质能获得的CO和H2,可以合成甲醇和二甲醚(CH3OCH3)及许多烃类物质.当两者1:1催化反应,其原子利用率达100%,合成的物质可能是
cd
cd

a.汽油    b.甲醇      c.甲醛     d.乙酸
(2)甲醇是一种重要的化工原料,工业上合成甲醇的反应:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H=-90.8kJ?mol-1.
若在温度、容积相同的3个密闭容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,测得反应达到平衡时的有关数据如下:
容器
反应物投入量 1molCO、2molH2 1mol CH3OH 2molCO、4molH2
CH3OH的浓度(mol/L) c1 c2 c3
反应的能量变化 放出Q1 kJ 吸收Q2 kJ 放出Q3 kJ
平衡常数 K1 K2 K3
反应物转化率 α 1 α 2 α 3
下列说法正确的是
ac
ac

a.c1=c2      b.2Q1=Q3         c.K1=K3      d.α23<100%
(3)在一定温度和压强下,CO和H2催化合成二甲醚的反应为:3H2(g)+3CO(g)?CH3OCH3(g)+CO2(g)
①若一体积可变的密闭容器中充入3mol H2、3mol CO、1mol CH3OCH3、1mol CO2,经一定时间达到平衡,并测得平衡时混合气体密度是同温同压下起始时的1.6倍.则:反应开始时:v(正)>v(逆)的理由是:
反应前后气体总质量不变,同温、同压下,达到平衡时,气体密度增大,即气体体积缩小,平衡正移
反应前后气体总质量不变,同温、同压下,达到平衡时,气体密度增大,即气体体积缩小,平衡正移

平衡时,n(CH3OCH3)=
1.75
1.75
mol.
②右图为绿色电源“二甲醚燃料电池”的工作原理示意图.b电极是
极(填“正”或“负”);a电极的反应式为
(CH32O-12e-+3H2O=2CO2+12H+
(CH32O-12e-+3H2O=2CO2+12H+
分析:(1)根据质量守恒定律和化合反应的定义和特点判断,主要是利用反应前后原子的种类不变,其数目必保持不变分析判断;
(2)A.根据是否形成等效平衡解题;
B.增大压强平衡向体积减小的方向移动;
C.平衡常数只与温度有关;
D.无法求出转化率;
(3)①反应前后气体总质量不变;用差量法解题,方程式中3H2(g)+3CO(g)?CH3OCH3(g)+CO2(g)减少了4mol;
②负极失电子,正极得电子;(CH32O-12e-+3H2O=2CO2+12H+
解答:解:(1)“绿色化学”能实现零排放,即反应物中的原子利用率达到100%,也就是说反应类型一般是化合反应,且反应后产物中的各原子数目比不变,CO和H2在一定条件下按照不同的比例反应,可假定反应时的化学计量数之比为1:1,则只要各选项中的化学式能化为形式(CO)n(H2n,都是正确的,汽油是混合物,甲醇(CH4O)可变为(CO)1(H22,甲醛(CH2O)可变为(CO)1(H21,乙酸(C2H4O2)可变为(CO)2(H22
故答案为:cd;
(2)A.1molCO、2molH2与1mol CH3OH的等效的,平衡时CH3OH的浓度c1=c2,故A正确;
B.丙的反应物投入量是甲的二倍,容积相同,压强比甲大,平衡向右进行,放出的热量2Q1<Q3,故B错误;
C.平衡常数只与温度有关,温度相同,平衡常数相同,故C正确;
D.无法求出转化率,故D错误,
故答案为:ac;
(3)①反应前后气体总质量不变,同温、同压下,达到平衡时,气体密度增大,即气体体积缩小;平衡时混合气体密度是同温同压下起始时的1.6倍,则总物质的量变为原先的0.625倍,总物质的量=8×0.625=5mol,反应前后减少了3mol,设反应生成甲醚Xmol
3H2(g)+3CO(g)?CH3OCH3(g)+CO2(g)减少了4mol,得
                      1                        4
                      x                        3
1
x
=
4
3

解得:x=0.75mol
平衡时,n(CH3OCH3)=1+0.75=1.75mol,
故答案为:反应前后气体总质量不变,同温、同压下,达到平衡时,气体密度增大,即气体体积缩小,平衡正移; 1.75;
②氧气得电子,化合价降低,故b电极是正极;由图知在a电极二甲醚与水反应生成二氧化碳和氢离子,故a电极的反应式为(CH32O-12e-+3H2O=2CO2+12H+
故答案为:正;(CH32O-12e-+3H2O=2CO2+12H+
点评:本题考查等效平衡,化学平衡的计算,化学电源新型电池等,难度较大,注意化学平衡的计算是本题的难点,注意差量法的应用.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

2011年10月7日,英汤普森航空试航”地沟油”航班,在空中飞行了4个小时,并美其名”生物燃料”,该燃料属于生物质能.但有英环保组织质疑其”地沟油”成分很少,仅为”作秀”,引来一片质疑声.已知地沟油(生物质)的主要转化途径及主要产物如图所示.

(1)下列有关说法正确的是
abde
abde

a.生物燃料本质上能量来源于太阳能
b.由纤维素水解获得的乙醇属生物质能
c.生物质裂解获得的汽油、柴油等属于纯净物
d.由植物秸秆等发酵获得的沼气,主要成分是甲烷
e.生物质资源是一种污染小的可再生能源
(2)由生物质能获得的CO和H2当两者1:1催化反应,其原子利用率达100%,合成的物质可能是
cd
cd

a.汽油       b.甲醇       c.甲醛           d.乙酸
(3)将煤转化为水煤气是通过化学方法将煤转化为洁净燃料的方法之一.煤转化为水煤气的主要化学反应为:C+H2O(g)
 高温 
.
 
CO+H2
C(s)、CO(g)和H2(g)完全燃烧的热化学方程式分别为:
C(s)+O2═CO2(g)△H=-393.5 kJ?mol-1
H2(g)+
1
2
O2
(g)═H2O(g)△H=-241.8 kJ?mol-1
CO(g)+
1
2
O2
═CO2(g)△H=-283.0 kJ?mol-1
请你根据以上数据,写出C(s)与水蒸气反应生成CO和H2的热化学方程式:
C(S)+H2O(g)═CO(g)+H2(g)△H=?+131.3kJ?mol-1
C(S)+H2O(g)═CO(g)+H2(g)△H=?+131.3kJ?mol-1

(4)燃油中所含硫以二硫醚的形式存在,工业上常用催化加氢的方法脱硫,然后综合利用生产硫酸.如二硫丙醚 (  C3H7-S-S-C3H7)  脱硫综合利用的有关反应为:
C3H7-S-S-C3H7(g)+3H2(g)═2C3H8(g)+2H2S(g);△H1
化学键 C-C C-H H-H S-H S-S S-C
键能/kJ.mol-1 a b c d e f
已知某些化学键的键能数据如上表:
则△H1=
2f+e+3c-2b-4d
2f+e+3c-2b-4d
kJ?mol-1(用字母式表示).

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科目:高中化学 来源: 题型:

生物质资源是一种污染小的可再生能源.生物质的主要转化途径及主要产物如下图.精英家教网
(1)下列有关说法正确的是
 

a.生物质能,本质上能量来源于太阳能
b.由纤维素水解获得的乙醇属生物质能
c.生物质裂解获得的汽油、柴油等属于纯净物
d.由植物秸杆等发酵获得的沼气,主要成是甲烷
(2)由生物质能获得的CO和H2,当两者1:1催化反应,其原子利用率达100%,合成的物质可能是
 

a.汽油    b.甲醇c.甲醛 d.乙酸
(3)已知在生物质气化炉中可发生:
C(s)+CO2(g)=2CO(g)△H=172kJ/mol
CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=206kJ/mol
CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g)△H=165kJ/mol
则:C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H=
 
kJ/mol.
(4)已知碳的气化反应在不同温度下平衡常数的对数值(lgK)如下表:
气化反应式 lgK 
700K 900K 1200K
C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) -2.64 -0.39 1.58
C(s)+2H2O(g)=CO2(g)+2H2(g) -1.67 -0.03 1.44
反应:CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g),该反应的△H
 
0(选填:“>”、“<”、“=”);在900K时,该反应平衡常数的对数值(lgK)=
 

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科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

生物质资源是一种污染小的可再生能源,可由其制得多种化工原料,如甲醛、甲醇和二甲醚等.
(1)甲醛溶液可用于浸制生物标本,这主要是利用了甲醛的何种化学性质
 

(2)由生物质能获得的CO和H2,可以合成多种有机物.当CO和H2以物质的量1:1催化反应,其原子利用率达100%,合成的物质可能是
 

a.汽油    b.甲醇    c.甲醛    d.乙酸
(3)工业上合成甲醇的反应:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H=-90.8kJ/mol.
若在温度、容积相同的3个密闭容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,测得
反应达到平衡时的有关数据如下:
1.容器 2.甲 3.乙 4.丙
5.反应物投入量 6.1molCO、2molH2 7.l molCH3OH 8.2molCO、4molH2
9.CH30H昀浓度(mol/L) 10.cl 11.c2 12.c3
13.反应的能量变化 14.放出Q1kJ 15.吸收Q2kJ 16.放出Q3kJ
17.平衡常数 18.Kl 19.K2 20.K3
21.反应物转化率 22.al 23.a2 24.a3
下列说法正确的是
 

A.cl=c2    B.2Q1=Q3  C.KI=K3    D.a2+a3<100%
(4)一定温度和压强下,CO和H2催化合成二甲醚的反应为:
3H2 (g)+3CO (g)      CH3OCH3 (g)+CO2(g)
若一体积可变的密闭容器中充入3mol H2、3molCO、l mol CH3OCH3、l mol CO2,经一定时间达到平衡,并测得平衡时混合气体密度是同温同压下起始时的1.6倍.平衡时
n(CH3OCH3)=
 
mol.反应开始时正、逆反应速率的大小:v(正)
 
v(逆)(填‘‘>’’、“<”或“=”),理由是
 

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(5)如图1为绿色电源“直接二甲醚燃料电池”的工作原理示意图.b电极是
 
极,a电极的反应式为
 

(6)利用生物质资源过程中会产生SO2,可利用如图2所示装置,用电化学原理生产硫酸为稳定持续生产,硫酸溶液的浓度应维持不变,则通入SO2和水的质量比为
 

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科目:高中化学 来源:2010-2011学年浙江省杭州市高三第二次质检(理综)化学部分 题型:填空题

(15分)生物质资源是一种污染小的可再生能源。生物质的主要转化途径及主要产物如下图。

(1)下列有关说法正确的是                                                 

a.生物质能,本质上能量来源于太阳能

b.由纤维素水解获得的乙醇作燃料是利用了生物质能

c.生物质裂解获得的汽油、柴油等属于纯净物

d.由植物秸杆等厌氧发酵获得的沼气,主要成分是甲烷

(2)由生物质能获得的CO和H2,可以合成甲醇和二甲醚(CH3OCH3)及许多烃类物质。当两者1∶1催化反应,其原子利用率达100%,合成的物质可能是                                       

a.汽油          b.甲醇              c.甲醛              d.乙酸

(3)甲醇是一种重要的化工原料,工业上合成甲醇的反应:

CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H= -90.8kJ·mol-1

若在温度、容积相同的3个密闭容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,测得反应达到平衡时的有关数据如下:

容器

反应物投入量

1molCO 、2molH2

1mol CH3OH

2molCO、4molH2

CH3OH的浓度(mol/L)

c1

c2

c3

反应的能量变化

放出Q1 kJ

吸收Q2 kJ

放出Q3 kJ

平衡常数

K1

K2

K3

反应物转化率

α 1

α 2

α 3

下列说法正确的是               

a. c1 = c2      b. 2Q1 = Q3         c. K1=K3      d. α2+ α3  100%

(4)在一定温度和压强下,CO和H2催化合成二甲醚的反应为:

3H2(g)+3CO(g) CH3OCH3(g)+CO2(g)

①若一体积可变的密闭容器中充入3 mol H2、3 mol CO、1 mol CH3OCH3、1 mol CO2,经一定时间达到平衡,并测得平衡时混合气体密度是同温同压下起始时的1.6倍。则:①反应开始时正、逆反应速率的大小:v(正)____v(逆)(填“ >”、“ < ”或“=”),理由是                                                 

                           。平衡时n(CH3OCH3)=          mol。

②下图为绿色电源“直接二甲醚燃料电池”的工作原理示意图。

   b电极是     极;a电极的反应式为                      

 

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