二甲醚(CH3OCH3)是无色气体.可作为一种新型能源.由合成气(组成为H2.CO和少量的CO2)直接制备二甲醚.其中的主要过程包括以下四个反应:甲醇合成反应: + 2H2(g) = CH3OH(g) △H1 = -90.1kJ?mol-1(ii)CO2(g) + 3H2(g) = CH3OH(g) + H2O(g) △H2 = -49.0kJ?mol-1水煤气� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

精英家教网 > 高中化学 > 题目详情

二甲醚（CH₃OCH₃）是无色气体，可作为一种新型能源。由合成气（组成为H₂、CO和少量的CO₂）直接制备二甲醚，其中的主要过程包括以下四个反应：
甲醇合成反应：
（i）CO(g) + 2H₂(g) = CH₃OH(g)               △H₁ = -90.1kJ?mol^-1
（ii）CO₂(g) + 3H₂(g) = CH₃OH(g) + H₂O(g)     △H₂= -49.0kJ?mol^-1
水煤气变换反应：
（iii）CO(g) + H₂O(g) = CO₂(g) + H₂ (g)      △H₃= -41.1kJ?mol^-1
二甲醚合成反应：
（iV）2 CH₃OH(g) = CH₃OCH₃(g) + H₂O(g)        △H₄= -24.5kJ?mol^-1
回答下列问题：
（1）Al₂O₃是合成气直接制备二甲醚反应催化剂的主要成分之一。工业上从铝土矿制备较高纯度Al₂O₃的主要工艺流程是                                                     （以化学方程式表示）。
（2）分析二甲醚合成反应（iV）对于CO转化率的影响                          。
（3）由H₂和CO直接制备二甲醚（另一产物为水蒸气）的热化学方程式为           。根据化学反应原理，分析增加压强对直接制备二甲醚反应的影响                      。
（4）有研究者在催化剂（含Cu—Zn—Al—O和Al₂O₃）、压强为5.0MPa的条件下，由H₂和CO直接制备二甲醚，结果如下图所示。其中CO转化率随温度升高而降低的原因是      。

（5）二甲醚直接燃料电池具有启动快、效率高等优点，其能量密度等于甲醇直接燃料电池（5.93kW?h?kg^-1）。若电解质为酸性，二甲醚直接燃料电池的负极反应为，一个二甲醚分子经过电化学氧化，可以产生个电子的能量；该电池的理论输出电压为1.20V，能量密度E = （列式计算。能量密度=电池输出电能/燃料质量，1 kW?h = 3.6×10⁶J）。

（1）Al₂O₃(铝土矿) + 2NaOH + 3H₂O = 2NaAl(OH)₄
NaAl(OH)₄ + CO₂= Al(OH)₃↓ + NaHCO₃，2Al(OH)₃

Al₂O₃+ 3H₂O
（2）消耗甲醇，促进甲醇合成反应（i）平衡右移，CO转化率增大；生成的H₂O，通过水煤气变换反应（iii）消耗部分CO。
（3）2CO(g) + 4H₂(g) = CH₃OCH₃ + H₂O(g) △H= -204.7kJ?mol^-1
该反应分子数减少，压强升高使平衡右移，CO和H₂转化率增大，CH₃OCH₃产率增加。压强升高使CO和H₂浓度增加，反应速率增大。
（4）反应放热，温度升高，平衡左移。
（5）CH₃OCH₃ + 3H₂O = 2CO₂ + 12H⁺ + 12e^- 12

=8.39kW·h·kg^-1

（1）从铝土矿制备较高纯度Al₂O₃的主要工艺流程：铝土矿用氢氧化钠溶液溶解，Al₂O₃+ 2NaOH + 3H₂O = 2NaAl(OH)₄，铝元素在溶液中以NaAl(OH)₄存在，在溶液中通入二氧化碳气体进行酸化，NaAl(OH)₄ + CO₂= Al(OH)₃↓ + NaHCO₃，过滤得到Al(OH)₃沉淀，高温煅烧，2Al(OH)₃

Al₂O₃+ 3H₂O，得到较高纯度Al₂O₃。
（2）根据四个反应方程式可知：二甲醚合成反应（iV）中消耗甲醇，促进甲醇合成反应（i）平衡右移，CO转化率增大；生成的H₂O，通过水煤气变换反应（iii）消耗部分CO。
（3）根据题目所给条件和盖斯定律，由H₂和CO直接制备二甲醚的热化学方程式为2CO(g) + 4H₂(g) = CH₃OCH₃ + H₂O(g) △H= -204.7kJ?mol^-1。该反应为分子数减少的反应，增加压强使平衡右移，CO和H₂转化率均增大，CH₃OCH₃产率增加。增加压强使CO和H₂浓度增加，反应速率增大。
（4）由H₂和CO直接制备二甲醚，由于该反应是放热反应，随温度升高，平衡逆向移动，CO转化率随温度升高而降低。
（5）根据反应产物，二甲醚直接燃料电池的负极反应为CH₃OCH₃+3H₂O-12e^-=
2CO₂+12H⁺，根据方程式可知:一个二甲醚分子经过电化学氧化，可以产生12个电子的能量；根据能量密度的计算公式，E =

=8.39kW·h·kg^-1。
【考点定位】反应速率、化学平衡、电化学、化学计算

练习册系列答案

快乐暑假江苏凤凰教育出版社系列答案

假期生活暑假方圆电子音像出版社系列答案

BEST学习丛书提升训练暑假湖南师范大学出版社系列答案

轻松学习暑假作业系列答案

世超金典假期乐园系列答案

名师点拨组合阅读训练系列答案

年级	高中课程	年级	初中课程
高一	高一免费课程推荐！	初一	初一免费课程推荐！
高二	高二免费课程推荐！	初二	初二免费课程推荐！
高三	高三免费课程推荐！	初三	初三免费课程推荐！
更多初中、高中辅导课程推荐,点击进入>>

相关习题

科目：高中化学 来源：不详 题型：填空题

研究NO_x（氮的氧化物）SO₂、CO等大气污染气体的测量及处理具有重要意义。
（1）下图是

反应过程中能量示意图。

该反应的焓变

（2）一定条件下，通过

可以实现燃煤烟气中硫的回收。某研究小组向2L某密闭的真空容器（假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计）中通入CO和SO₂，10分钟后测得容器CO₂的物质的量为0.9mol。
①求以v(CO₂)表示的反应速率为        。
②该反应的平衡常数的表达式为：K=      。
③若想加快正反应速率的同时提高SO₂的转化率，可以采用的方法是          。
（3）工业上常用Na₂CO₃溶液吸收法处理氮的氧化物（以NO和NO₂的混合物为例）。
已知：NO不能与Na₂CO₃溶液反应。

若用足量的Na₂CO₃溶液完全吸收NO和NO₂的混合物，每产生22.4L（标准状况）CO₂（全部逸出）时，吸收液质量就增加44g，则混合气体中NO和NO₂的体积比为。

查看答案和解析>>

科目：高中化学 来源：不详 题型：单选题

温度为T时，向2 L恒容密闭容器中充入1 mol PCl₅，发生PCl₅(g)

PCl₃(g) + Cl₂(g)反应。反应过程中c(Cl₂) 随时间变化的曲线如下图所示，下列说法不正确的是

A．反应在0 ~50 s 的平均速率v(Cl₂) =1.6×10^-3mol/(L·s)

B．该温度下，反应的平衡常数K = 0.025

C．保持其他条件不变，升高温度，平衡时c(PCl₃)=0.11mol/L，则该反应的ΔH <0

D．反应达平衡后，再向容器中充入 1 mol PCl₅，该温度下再达到平衡时，0.1 mol/L<c(Cl₂)<0.2 mol/L

查看答案和解析>>

科目：高中化学 来源：不详 题型：填空题

I．煤化工中常需研究不同溫度下平衡常数、投料比等问题。
已知：CO (g) +H₂O（g)

H₂(g) +CO₂(g)平衡常数K随温度的变化如下表：

回答下列问题
(1)该反应的平衡常数表达式K=______，ΔH=______0(填“<”、“>”、“=”）
(2)已知在一定温度下，CCs) +CO₂(g)

2C0 Cg)平衡常数K₁；
C (s) +H₂O(g)

CO Cg) +H₂(g)平衡常数K₂
则K、K₁、K₂,之间的关系是______:
(3)800⁰C时，向一个10L的恒容反应器中充入0.40molCO和1.60mol水蒸气，经一段时间后反应达到平衡，此时CO的转化率为：若保持其他条件不变，向平衡体系中再通入0.10molCO和0.40molCO₂，此时v_正______v_逆 (填“>”、“=”或“<”）。
II.某小组利用H₂C₂O₄溶液和酸性KMnO₄溶液反应来探究“条件对化学反应速率的影响”。
(4) 向酸性KmnO₄溶液中加入一定量的H₂C₂O₄溶液，当溶液中的KmnO₄耗尽后，紫色溶液将褪去。为确保能观察到紫色褪去，H₂C₂O₄与KmnO₄初始的物质的量需要满足的关系为n(H₂C₂O₄): n(KMnO₄) ______。
(5) 为探究反应物浓度对化学反应速率的影响，该小组设计了如下实验方案

表中x= ______ml ，理由是______。
(6) 已知50°C时，浓度c(H₂C₂O₄)随反应时间t的变化曲线如图示，若保持其他条件不变，请在答题卡坐标图中画出25°C时c(H₂C₂O₄)随t的变化曲线示意图。

查看答案和解析>>

科目：高中化学 来源：不详 题型：单选题

一定条件下，在体积为10 L的密闭容器中，1 mol X和1 mol Y进行反应：2X(g)＋Y(g)

Z(g)，经60 s达到平衡，生成0.3 mol Z，下列说法正确的是( )

A．若升高温度，X的体积分数增大，则正反应为吸热反

B．将容器体积变为20 L，Z的平衡浓度变为原来的1/2

C．若增大压强，则物质Y的转化率减小

D．以X浓度变化表示的反应速率为0.001 mol/(L·s)

查看答案和解析>>

科目：高中化学 来源：不详 题型：单选题

将等物质的量的X气体和Y气体在一绝热恒容的容器中混合，并在一定条件下使反应 X（g）+Y（g）

Z（g）达到平衡，正反应速率随时间的变化如图所示，下列叙述不正确的是（）

A．X的浓度大小：a＞b＞c

B．混合气体的平均相对分子质量t₁时比t₂时小

C．在c点时反应达到平衡

D．反应物的总能量高于生成物的总能量

查看答案和解析>>

科目：高中化学 来源：不详 题型：单选题

右图所示是可逆反应X₂+3Y₂

2Z在反应过程总中的反应速率(v)与时间(t)的关系曲线，下列叙述正确的是（）

A．t₁时，只有正向反应	B．t₂时反应达到限度
C．t₂－t₃时，反应停止	D．t₂－t₃时，v(Y₂)＝v(Z)

查看答案和解析>>

科目：高中化学 来源：不详 题型：单选题

在密闭容器中进行反应CH₄(g)＋H₂O(g)

CO(g)＋3H₂(g) ΔH＞0，测得c(CH₄)随反应时间(t)的变化如图所示。下列判断正确的是

A．0~5 min内，v(H₂)＝0.1 mol·(L·min)^-1

B．反应进行到12min时，CH₄的转化率为25%

C．恒温下，缩小容器体积，平衡后H₂浓度减小

D．10 min时，改变的外界条件可能是升高温度

查看答案和解析>>

科目：高中化学 来源：不详 题型：单选题

已知反应：2HBr(g)

Br₂(g)+H₂(g)，在四种不同的条件下进行，Br₂、H₂起始的浓度为0，反应物HBr的浓度（mol/L）随反应时间（min）的变化情况如下表：

实验序号	实验温度	0	10	20	30	40	50	60
1	800℃	1.0	0.80	0.67	0.57	0.50	0.50	0.50
2	800℃	C₂	0.60	0.50	0.50	0.50	0.50	0.50
3	800℃	C₃	0.92	0.75	0.63	0.60	0.60	0.60
4	820℃	1.0	0.40	0.25	0.20	0.20	0.20	0.20

下列说法正确的是（）
A．从上表数据分析，2HBr(g)

Br₂(g)+H₂(g)正反应为放热反应
B．实验2中HBr的初始浓度C₂＝1.0 mol/L
C．实验3反应速率小于实验1的反应速率
D．实验4一定使用了催化剂

查看答案和解析>>

同步练习册答案

练习册

高中

初中

小学