热门试卷

二甲醚（DME）被誉为“21世纪的清洁燃料”。由合成气制备二甲醚的主要原理如下：

① CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)         △H 1=－90.7 kJ·mol-1

② 2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)  △H 2=－23.5 kJ·mol-1

③ CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)      △H 3=－41.2kJ·mol-1

回答下列问题：

（1）则反应3H2(g)＋3CO(g)CH3OCH3(g)＋CO2(g)的△H＝   kJ·mol-1。

（2）下列措施中，能提高CH3OCH3产率的有   。

A．使用过量的CO          B．升高温度             C．增大压强 

（3）反应③能提高CH3OCH3的产率，原因是   。

（4）将合成气以n(H2)/n(CO)=2通入1 L的反应器中，一定条件下发生反应：

4H2(g)+2CO(g) CH3OCH3(g)+H2O(g) △H，其CO的平衡转化率随温度、压强变化关系如图1所示，下列说法正确的是   。

A．△H <0     

B．P123 

C．若在P3和316℃时，起始时n(H2)/n(CO)=3，则达到平衡时，CO转化率小于50％[

（5）采用一种新型的催化剂（主要成分是Cu-Mn的合金），利用CO和H2制备二甲醚。观察图2回答问题。催化剂中n(Mn)/n(Cu)约为   时最有利于二甲醚的合成。

（6）图3为绿色电源“二甲醚燃料电池”的工作原理示意图，a电极的电极反应式为   。

图1                       图2                      图3     

（7）甲醇液相脱水法制二甲醚的原理是：CH3OH +H2SO4→CH3HSO4+H2O，

CH3 HSO4+CH3OH→CH3OCH3+H2SO4。与合成气制备二甲醚比较，该工艺的优点是反应温度低，转化率高，其缺点是   。

(14分)随着人类对温室效应和资源短缺等问题的重视，如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2，引起了各国的普遍重视。

（1）目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。

为探究反应原理，现进行如下实验，在体积为1 L的密闭容器中，充入1 mol CO2和3 mol H2，一定条件下发生反应：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)   ΔH＝－49.0kJ/mol

测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。

①从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率υ(H2)＝__________mol/(L·min)。

②该反应的平衡常数表达式为K=__________。

（2）已知在常温常压下：

①2CH3OH(l)＋3O2(g)＝2CO2(g)＋4H2O(g)  ΔH＝－1277 kJ·mol-1

②2CO(g)＋O2(g)＝2CO2(g)　  ΔH＝－566 kJ·mol-1

③C(s)+O2(g)＝CO(g)　 ΔH＝－110.5 kJ·mol-1

④H2O(g)＝H2O(l)　 ΔH＝－44 kJ·mol-1

则，CH3OH(l)＋O2(g)＝CO(g)＋2H2O(l)　ΔH＝________kJ·mol-1。

（3）2009年10月，中国科学院长春应用化学研究所在甲醇燃料电池技术方面获得新突破，组装出了自呼吸电池及主动式电堆。甲醇燃料电池的工作原理如下图所示。

①该电池工作时，b口通入的物质为___________，c口通入的物质为___________。

②该电池负极的电极反应式为：_________________。

③工作一段时间后，当外电路中有1.2NA个电子通过时，有    g甲醇参加反应。

（4）在下列选项中与甲醇互为同系物的是_______(填字母代号)，该同系物与相对分子质量相同的羧酸反应的化学方程式为______________，该反应的反应类型是____________。

试写出一种与D选项互为同分异构体且含有苯环的物质_______________。

（12分）（1）盖斯定律认为：不管化学过程是一步完成或分数步完成，整个过程的总热效应相同。试运用盖斯定律回答下列问题：

已知： C2H5OH(g)＋3O2(g)=2CO2(g)＋3H2O(g)；ΔH1＝－Q1 kJ/mol，C2H5OH(g)=C2H5OH

(l)；ΔH2＝－Q2 kJ/mol，H2O(g)=H2O(l)；ΔH3＝－Q3 kJ/mol。若使23g液态无水酒精完全

燃烧，并恢复到室温，则整个过程中放出的热量为     ________________  kJ。

（2）北京奥运会祥云火炬将中国传统文化、奥运精神以及现代高科技融为一体。火炬内

熊熊大火来源于丙烷的燃烧，丙烷是一种优良的燃料。试回答下列问题：

①右图是一定量丙烷完全燃烧生成CO2和1mol H2O(l)过程中的能量变化图，请写出表示丙烷燃烧热的热化学方程式                                。

②近年来已经研制出丙烷燃料电池，该电池的电解质溶液为KOH溶液，写出该电池负极的电极反应式：__________________________________________。

③某金属的相对原子质量为52.00,用上述电池电解该金属的一种含氧酸盐的酸性水溶液时，阳极每放出 3360ml（标准状况）氧气体，阴极析出金属 10.4 g，在该含氧酸盐中金属的化合价为      ____  ，在该实验中，若不考虑能量的损失，电池中消耗丙烷的质量最少是        __    g（结果精确至0.01 g）。

④二甲醚（CH3OCH3）是一种新型燃料，应用前景广阔。1mol二甲醚完全燃烧生成CO2和液态水放出1455kJ热量。若1mol丙烷和二甲醚的混合气体完全燃烧生成CO2和液态水共放出1645kJ热量，则混合气体中，丙烷和二甲醚的物质的量之比为   ____   。

（14分） 甲烷作为一种新能源在化学领域应用广泛，请回答下列问题：

（1）以天然气为原料制H2是合成氨的一条重要的路线。甲烷的部分氧化可得到合成氨的原料气H2，其反应式如下：

①CH（g）+1/2O（g）＝CO（g）+2H（g） H1＝－35.6kJ·mol

试判断常温下,上述反应能否自发进行:          (填”能”或”否”)。有研究认为甲烷部分氧化的机理为：

②CH（g）+2O（g）＝CO2（g）+2H2O（g） H2＝－890.3kJ·mol

③CH（g）+CO（g）＝2CO（g）+2H（g） H3＝247.3kJ·mol

请结合以上条件写出CH4和H2O（g）生成CO和H2的热化学反应方程式：

                                                                          。

⑵恒温下，向一个2L的密闭容器中充入1 molN2和2.6 molH2，反应过程中对NH3的浓度进行检测，得到的数据如下表所示：

实验数据

此条件下,该反应达到化学平衡时,氮气的浓度为              。

（3）如下图所示，装置Ⅰ为甲烷燃料电池（电解质溶液为KOH溶液），通过装置Ⅱ实现铁棒上镀铜。

①b处电极上发生的电极反应式是                            。

②电镀结束后，装置Ⅰ中溶液的pH          （填写“变大”、“变小”或“不变”，下同），装置Ⅱ中Cu的物质的量浓度                  。

③若完全反应后，装置Ⅱ中阴极质量增加12.8g，则装置Ⅰ中理论上消耗甲烷        L （标准状况下）。