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题型:解答题-原理综合题 难度:0.65 引用次数:203 题号:11680583
甲醇、乙醇来源丰富、价格低廉、运输贮存方便,都是重要的化工原料,有着重要的用途和应用前景,可以用多种方法合成。
Ⅰ﹒用CO2生产甲醇、乙醇
(1)已知:H2的燃烧热为﹣285.8kJ/mol,CH3OH(l)的燃烧热为﹣725.8kJ/mol,CH3OH(g)═CH3OH(1)△H=﹣37.3kJ/mol,则CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(l)△H=_______kJ/mol。
(2)为探究用CO2生产燃料甲醇的反应原理,在容积为2L的密闭容器中,充入1molCO2和3.25molH2在一定条件下发生反应,测得CO2、CH3OH(g)和H2O(g)的物质的量(n)随时间的变化如图1所示。

①从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)=_______
②下列措施不能使CO2的平衡转化率增大的是_______(填序号)。
A.在原容器中再充入1molCO2B.在原容器中再充入1molH2C.在原容器中充入1mol氦气
D.使用更有效的催化剂E.缩小容器的容积F.将水蒸气从体系中分离
(3)CO2也可通过催化加氢合成乙醇,其反应原理为2CO2(g)+6H2(g)═C2H5OH(g)+3H2O(g)△H<0。设m为起始时的投料比,即m=。通过实验得到如图2所示图象。
①图甲中投料比相同,温度从高到低的顺序为_______
②图乙中m1、m2、m3从大到小的顺序为_______
③图丙表示在总压为5MPa的恒压条件下,且m=3时,平衡状态时各物质的物质的量分数与温度的关系。T4温度时,该反应压强平衡常数Kp的计算式为_______(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数,代入数据,不用计算)。
Ⅱ.甲醇的应用
以甲醇和CO为原料通过电化学合成碳酸二甲酯的工作原理如图所示。离子交换膜a为_______(填“阳膜”或“阴膜”),阳极的电极反应式为_______

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【推荐1】甲醇是重要的工业原料.煤化工可以利用煤炭制取水煤气从而合成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。常温常压下反应的能量变化如图1所示:

化学键H—HH—OO=O
键能kJ/mol436x496

③CO(g)+ O2(g)=CO2(g)        H=-280kJ/mol
H2(g)+O2(g)=H2O(l)        H=-284kJ/mol
H2O(l)=H2O(g)       H=+44kJ/mol
请回答下列问题:
(1)甲醇气体分解为CO和H2两种气体这一反应的活化能为__kJ/mol;
(2)请写出表示气态甲醇燃烧热的热化学方程式__
(3)H—O的键能x值为__
(4)如图2:在一容积可变的密闭容器中充入10molCO气体和30molH2气体,当达到平衡状态A时,容器的体积为20L。如反应开始时仍充入10molCO和30molH2,则在平衡状态B时容器的体积V(B)=___L;
(5)在甲、乙、丙三个不同密闭容器中按不同方式投料,一定条件下发生该反应(起始温度和起始体积相同,反应物和生成物反应前后均为气态).相关数据如表所示:
容器
相关条件恒温恒容绝热恒容恒温恒压
反应物投料1molCO、2molH21molCH3OH1molCH3OH
平衡时容器体积V(甲)V(乙)V(丙)
反应的平衡常数KK(甲)K(乙)K(丙)
平衡时CH3OH的浓度/mol•L-1C(甲)C(乙)C(丙)
平衡时CH3OH的反应速率/mol•L-1•min-1v(甲)v(乙)v(丙)

则下列说法正确的是___
A.V(甲)>V(丙)
B.K(乙)>K(丙)
C.c(乙)>c(甲)
D.v(甲)=v(丙)
2020-06-29更新 | 45次组卷
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解题方法
【推荐2】分子结构稳定,难以给出电子,较容易接受电子,较难活化。采用作为碳源,通过催化加氢方式,不仅可以减少温室气体的排放,还可以将转化为高附加值的化学产品,具有重要的战略意义。
(1)的结构与相似,写出的电子式_______
(2)一种直接加氢的反应机理如图a所示。

①写出总反应的化学方程式_______
②a、也可以写成(难溶),写出溶于乙酸的离子方程式_______
b、更难溶,加热的水溶液可以生成,写出反应的化学方程式_______
(3)①已知:主反应催化加氢制甲醇是放热反应
       
     
写出催化加氢制甲醇的热化学方程式_______(用含的代数式表示)。
②已知   ,则_______(填>、<或=)。
③我国科学家设计了离子液体电还原合成工艺,写出碱性条件下生成甲醇的电极反应式_______
2022-06-19更新 | 146次组卷
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【推荐3】Cu的化合物在生活及科研中有重要作用,不同反应可制得不同状态的Cu2O
(1)科学研究发现纳米级的Cu2O可作为太阳光分解水的催化剂。
①在加热条件下用液态肼(N2H4)还原新制Cu(OH)2可制备纳米级Cu2O,同时放出N2。当收集的N2体积为3.36L(已换算为标准状况)时,可制备纳米级Cu2O的质量为________

②一定温度下,在2 L密闭容器中加入纳米级Cu2O并通入0.20 mol水蒸气,发生反应:
2H2O(g)===2H2(g)+O2(g) ;测得20 min时O2的物质的量为0.0016 mol,则前20 min的反应速率v(H2O)=_________________;该温度下,反应的平衡常数表达式K=_________________;下图表示在t1时刻达到平衡后,只改变一个条件又达到平衡的不同时段内,H2的浓度随时间变化的情况,则t1时平衡的移动方向为______,t2时改变的条件可能为______________;若以K1、K2、K3分别表示t1时刻起改变条件的三个时间段内的平衡常数,t3时刻没有加入或减少体系中的任何物质,则K1、K2、K3的关系为________________
(2)已知: ΔH=-293kJ·mol1
ΔH=-221kJ·mol1
请写出用足量炭粉还原CuO(s)制备Cu2O(s)的热化学方程式________
(3)用电解法也可制备Cu2O。原理如右上图所示,则阳极电极反应可以表示为________
2016-12-09更新 | 288次组卷
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