天然氣(主要成分為甲烷)是一種高效的清潔能源,也是一種重要的化工原料,利用天然氣制備甲醇、乙醇、二甲醚(CH3OCH3)、乙烯(C2H4) 等物質(zhì)的主要反應(yīng)有:
①CH4(g)+H2O(g)═CO(g)+3H2(g)△H1=+206.2kJ/mol
②CO(g)+2H2(g)═CH3OH(g)△H2=-90.1kJ/mol
③2CH3OH(g)═CH3OCH3(g)+H2O(g)△H3=-24.5kJ/mol
④2CH3OH(g)?C2H4(g)+2H2O(g)△H4=-29.1kJ/mol
⑤CH3OCH3(g)═C2H5OH(g)△H5=-50.7kJ/mol
請(qǐng)回答下列問題:
(1)反應(yīng)2CH4(g)+H2O(g)═C2H5OH(g)+2H2(g)的△H=+157.0+157.0kJ/mol;根據(jù)化學(xué)原理,可以同時(shí)加快該反應(yīng)的速率和提高甲烷轉(zhuǎn)化率的措施有 升高溫度,增大水蒸氣的濃度升高溫度,增大水蒸氣的濃度。(答出寫出兩條)
(2)CO與H2在一定條件下,同時(shí)發(fā)生②和③的反應(yīng),產(chǎn)生二甲醚的結(jié)果如圖所示,260℃時(shí),CO轉(zhuǎn)化率雖然很高,而二甲醚的產(chǎn)率卻很低,可能的原因是 260oC時(shí),CO與H2發(fā)生反應(yīng)較快,該溫度下反應(yīng)③速率較慢;產(chǎn)物CH3OCH3發(fā)生了其他反應(yīng)260oC時(shí),CO與H2發(fā)生反應(yīng)較快,該溫度下反應(yīng)③速率較慢;產(chǎn)物CH3OCH3發(fā)生了其他反應(yīng)(答出一條即可);
(3)對(duì)于氣體參與的反應(yīng)如反應(yīng)④[2CH3OH(g)?C2H4(g)+2H2O(g)],可以用某組分B的平衡壓強(qiáng)(Pa)代替物質(zhì)的量濃度(c)表示平衡常數(shù)(Kp),也可以用壓強(qiáng)(Pa)變化表示化學(xué)反應(yīng)速率,體積不變的密閉容器中充入一定量的CH3OH氣體發(fā)生反應(yīng)④,在10分鐘內(nèi),容器的壓強(qiáng)由xkPa升高到y(tǒng)kPa,則這段時(shí)間該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率v(C2H4)=y-x10kPa?min-1y-x10kPa?min-1。該反應(yīng)的速率方程式為v正=k正?p2(CH3OH),v逆=k正?p2(H2O)p(C2H4),k正、k逆表示速率常數(shù),與溫度、活化能有關(guān)。升高溫度,k正的變化程度 小于小于(填“大于”、“小于”或“等于”)k逆的變化程度。
(4)反應(yīng)①~⑤中有多種物質(zhì)可以做燃料電池的燃料,其中H2是單位質(zhì)量燃料釋放電能(比能量)最多的物質(zhì),若與下列物質(zhì)構(gòu)成電池,H2與 cc構(gòu)成的電池比能量最大。
a.H2O2
b.Cl2
c.O2
d.NiOOH
y
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x
10
y
-
x
10
【考點(diǎn)】化學(xué)平衡的計(jì)算;原電池與電解池的綜合.
【答案】+157.0;升高溫度,增大水蒸氣的濃度;260oC時(shí),CO與H2發(fā)生反應(yīng)較快,該溫度下反應(yīng)③速率較慢;產(chǎn)物CH3OCH3發(fā)生了其他反應(yīng);kPa?min-1;小于;c
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【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:7引用:1難度:0.5
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1.反應(yīng) 4A(g)+5B(g)?4C(g)+6D(g)在 5L 的密閉容器中進(jìn)行,半分鐘后,C 的物質(zhì)的量增 加了 0.30mol。下列敘述正確的是( ?。?/h2>
發(fā)布:2024/12/30 19:30:2組卷:59引用:6難度:0.6 -
2.氫氣最早于16世紀(jì)被人工制取出來,氫氣是一種清潔能源。
(1)利用光伏電池電解水制H2是氫能的重要來源。已知:H-H鍵、O=O鍵、H-O鍵的鍵能依次為436kJ?mol-1、495kJ?mol-1、463kJ?mol-1。則2H2O(g)═2H2(g)+O2(g)△H=
(2)T1℃時(shí),向5L恒容密閉容器中充入0.5molCH4,只發(fā)生反應(yīng)2CH4(g)?C2H4(g)+2H2(g),達(dá)到平衡時(shí),測(cè)得c(C2H4)=2c(CH4),CH4的轉(zhuǎn)化率為
(3)CH4分解時(shí)幾種氣體的平衡分壓(pPa)的對(duì)數(shù)值lgp與溫度的關(guān)系如圖所示。
①T℃時(shí),向一恒容密閉容器中通入一定量的CH4(g)、C2H4(g)和H2(g),只發(fā)生反應(yīng)2CH4(g)?C2H2(g)+3H2(g)ΔH,ΔH
②若只改變一個(gè)反應(yīng)條件使Kp變大,則該條件是
A.減小C2H2的濃度
B.升高溫度
C.增大壓強(qiáng)
D.加入合適的催化劑
(4)工業(yè)上,以KNH2和液氨為電解質(zhì),以石墨為電極,電解液氨制備H2。陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為發(fā)布:2025/1/4 8:0:1組卷:9引用:3難度:0.5 -
3.將等物質(zhì)的量的A、B混合于2L的密閉容器中,發(fā)生如下反應(yīng):3A(g)+B(g)?xC(g)+2D(g),經(jīng)5min后,測(cè)得D的濃度為0.5mol/L,c(A):c(B)=3:5,C的平均反應(yīng)速率為0.1mol/(L?min).求:
(1)此時(shí)A的濃度c(A)=
(2)B的平均反應(yīng)速率v(B)=
(3)x的值為發(fā)布:2024/12/30 19:0:1組卷:163引用:26難度:0.3
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