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合成气(CO+H2)是一种重要的化工原料,在化工生产中具有十分广泛的用途。  可以生产被称为21世纪的新型燃料——甲醇、二甲醚(CH3OCH3)等物质。其工艺流程如下:

 

 (1)写出用合成气生产二甲醚的化学方程式                              

   (2)尾气循环中涉及到以下反应:CH4(g)+H2O(g)      CO(g)+3H2(g),请写出某温度下该反应的平衡常数表达式                       

   (3)工业上一般采用下列两种反应合成甲醇:

反应Ⅰ: CO(g)+2H2(g)      CH3OH(g) 

反应Ⅱ:CO2(g)+3H2(g)      CH3(g)+H2O(g)

①下表所列数据是反应在不同温度下的化学平衡常数(K)。

温度

250

300

350

K

2.041

0.270

0.012

由表中数据判断      0(填“>”、“=”、“<”)。

②已和:

CH3OH(g)+O2(g)     CO2(g)+2H2(g)  =-192.9kJ·mol-1

H2(g)+O2(g)     H2O(g)   =-241.8kJ·mol-1

=            

(4)以二甲醚、空气、氢氧化钾溶液为原料,铂为电极构成燃料电池。写出该电池负极的电极反应式                                                        

(1)①2CO+4H2          CH3OCH3+H2O   3分

   (2)(其它合理表达也给分)                2分

   (3)① <   2分    ②-48.9kJ·mol-1         3分

   (4)CH3OCH3+160H一12e    2CO23+11H2O                3分


解析:
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相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

(2010?崇文区二模)面对全球近期的气候异常,环境问题再次成为焦点.SO2、NOx、CO2是对环境影响较大的气体,对他们的合理控制和治理是优化我们生存环境的有效途径.
(1)下列措施中,有利于降低大气中的SO2、NOx、CO2浓度的有
acd
acd
(选填字母).
a.减少化石燃料的使用,加快开发和利用风能、氢能等新能源
b.使用无磷洗涤用品,减少含磷废物的排放
c.多步行或乘公交车,少用专车或私家车
d.在屋顶安装太阳能热水器为居民提供生活用热水
(2)用甲醇替代作为汽车燃料可降低汽车尾气污染.已知用合成气(CO和H2)合成1mol液态甲醇吸收热量为131.9kJ,2H2(g)+CO2(g)+
32
O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)
△H=-594.1kJ/mol,请写出液态甲醇燃烧生成二氧化碳和水蒸气的热化学方程式
2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H=-1452kJ/mol
2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H=-1452kJ/mol

(3)现欲以如图所示装置用电化学原理将CO2、SO2转化为重要化工原料.
①若A为CO2,B为H2,C为CH3OH则通入H2的一极为
极;
②若A为SO2,B为O2,C为H2SO4,则负极的电极反应式为
SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+
SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+

(4)①已知:密闭容器中,17℃、1.01×105Pa条件下,2NO2(g)?N2O4(g)△H<0的平衡常数K=13.3.
当此反应达到平衡时,若c(NO2)=0.030mol/L,则c(N2O4)=
0.012mol/L
0.012mol/L
(保留两位有效数字);
②若改变上述体系的某个条件,达到新的平衡后,测得混合气体中c(NO2)=0.04mol/L,c(N2O4)=0.007mol/L,则改变的条件是
升高温度
升高温度

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科目:高中化学 来源: 题型:

合成气(CO和H2)是重要的化工原料,在工业生产中有着广泛的应用.
(1)工业上用甲烷和水蒸气在高温条件下发生反应制备合成气(CO和H2),4g甲烷完全反应吸收51.5KJ热量,写该反应的热化学方程式
CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+206KJ/mol
CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+206KJ/mol

(2)已知:CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(g)△H=-802kJ?mol-1,由反应(1)制备的合成气10m3(已折成标况),完全燃烧所提供的能量为
1.125×105
1.125×105
kJ
(3)工业上常用合成气来冶炼金属,其中CO还原氧化铁来冶炼生铁方程式如下:
3CO(g)+Fe2O3(s)═3CO2(g)+2Fe(s)△H<0
①如果上述反应在体积不变的密闭容器中发生,当反应达到平衡时,
AD
AD

A.容器中Fe2O3的质量不随时间而变化     B.反应物不再转化为生成物
C.n (CO):n (CO2)=1:1                D.容器中气体的压强不随时间而变化
②在一个容积为4L的密闭容器中,1000℃时加入4mol CO(g)和足量Fe2O3(s),反应2分钟后达到平衡,测得此时容器内气体的密度为40g/L,求该时间范围内反应的平均反应速率υ(CO2)=
0.375mol/L?min
0.375mol/L?min
、CO的平衡转化率=
75%
75%
、该反应的化学平衡常数K=
27
27

③如果在3分钟时向②的平衡体系中再加入2mol CO(g),其它条件不变,经过2分钟反应又达到平衡.请画出②、③c(CO)、c(CO2) 随时间变化的图象.

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科目:高中化学 来源: 题型:

[化学选修2一化学与技术]
2013年1月9日以来,全国中东部地区陷入严重的雾霾污染空气中,中央气象台将大雾蓝色预警升级至黄色预警.雾霾空气中含有较多的粒径2.5微米至10微米的颗粒物.治理雾霾空气是化学工作者的重要工作.
(1)下列哪些措施可以有效治理雾霾空气
 

A、戴口罩远离烟雾B、合理开发水电、太阳能、风能等清洁能源C、种植绿色植物,提高森林覆盖率D、进行人工降雨,减少颗粒漂浮物.
(2)设法把煤转化为中热值气是煤的综合利用途径之一,中热值气的成分是
 
,其主要用途有
 
 
(答两种).
(3)把燃料设计成燃料电池可提高燃料的燃烧效率.以CO为燃料制作燃料电池,电池的正极通入O2和CO2,负极通入CO,电解质是熔融碳酸钠,工作时负极反应式为
 
,若使用该电池电解熔融Al2O3,制取10.8g Al,则理论上需要氧气的体积为 (标准状况下)
 
L
(4)甲醇是一种重要的化工原料和燃料,工业生产甲醇的常用方法是:
CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H=-90.8KJ/mol
已知:2H2(g)+O2(g)=H2O(l)△H=-571.6KJ/mol
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-566.0KJ/mol
CH3OH(g)=CH3OH(l)△H=-37.3KJ/mol
计算液体CH30H的燃烧热为
 

(5)二甲醚(CH3OCH3)可由合成气(CO和H2)在一定条件下制得.用合成气制二甲醚时,还产生了一种可参与大气循环的、常温为液态的氧化物,写出该反应的化学方程式
 

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科目:高中化学 来源: 题型:

CO和H2是合成多种有机化合物的重要原料,亦称作合成气.CO和H2反应在不同条件下得到不同的产物:
反应条件 主要产物 生成1mol有机物
△H/kJ?mol-1
Cu-ZnO-Cr2O3-MnO,200~400℃,30~40MPa 甲醇 -128
Ni,250~500℃,常压 甲烷(和水蒸气) -206.2
FeO-Co-Ni,150~350℃,0.1~3MPa 人造石油
Ru,150~250℃,10~100MPa 固态烷烃
ThO-ZnO-Al2O3,400~500℃,10~100MPa 异丁烷、异戊烷
Co-Fe,100~200℃,10~20MPa 含氧有机化合物
Rh原子簇配合物,高压液相 乙二醇
(少量乙酸、乙醇)
现有可以由CO和H2在不同条件下合成的A、C、G三种有机化合物,这三种化合物在上表中都已列出.它们及相关的其他物质有如下的转化关系:
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已知:常温常压下,A、B、D均为气态,E和F是同分异构体,将等质量的D和E分别完全燃烧消耗氧气的量、生成二氧化碳和水的量两者都相同.请回答下列问题:
(1)写出D和H的结构简式:D
 
,H
 
;写出由B生成C的反应类型
 

(2)G与过量金属钠反应的化学方程式为
 

(3)F的银镜反应为
 

(4)C可用作燃料电池的燃料,在碱性溶液中此电池负极的电极反应为
 

(5)A与水蒸气在一定条件下反应生成合成气CO和H2,其热化学方程式为(注明催化剂)
 
,为了有利于合成气的生成,压强不采用高压而采用常压的原因是
 
,温度应高于
 

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科目:高中化学 来源: 题型:

利用天然气或煤与水蒸气生产出的合成气(H2、CO)生产汽油、甲醇和氨等已经实现了工业化,合成气也可转化成醛、酸、酯等多种产物.下列表述正确的是(  )
①以天然气生产合成气的反应为置换反应 
②以合成气为原料的反应都是化合反应 
③改变合成气中CO与H2的体积比,可以得到不同产物 
④合成气的转化反应需在适当的温度和压强下通过催化完成 
⑤从合成气出发生成液态烃或醇类有机物是实现“煤变油”的有效途径 
⑥以合成气为原料的反应产物中不可能有烯烃或水.
A、①②④B、②③④C、①②④⑤D、③④⑤

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