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题型:简答题
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简答题 · 15 分

以高纯H2为燃料的质子交换膜燃料电池具有能量效率高、无污染等优点,但燃料中若混有CO将显著缩短电池寿命。以甲醇为原料制取高纯H2是重要研究方向。

22.甲醇在催化剂作用下裂解可得到H2,氢元素利用率达100%,反应的化学方程式为________,该方法的缺点是________。

23.甲醇水蒸气重整制氢主要发生以下两个反应:

主反应:CH3OH(g)+H2O(g) CO2(g)+3H2(g)    △H=+49 kJ·mol-1

副反应:H2(g)+CO2(g)  CO(g)+H2O(g)       △H=+41 kJ·mol-1

①既能加快反应速率又能提高CH3OH平衡转化率的一种措施是________。

②分析适当增大水醇比(nH2OnCH3OH)对甲醇水蒸气重整制氢的好处________。

③某温度下,将nH2OnCH3OH=1:1的原料气充入恒容密闭容器中,初始压强为p1,反应达到平衡时总压强为p2,则平衡时甲醇的转化率为________。(忽略副反应)

④工业生产中,单位时间内,单位体积的催化剂所处理的气体体积叫做空速[单位为m3/(m3催化剂·h),简化为h—1]。一定条件下,甲醇的转化率与温度、空速的关系如图。空速越大,甲醇的转化率受温度影响越________。其他条件相同,比较230℃时1200h—1和300h—1两种空速下相同时间内H2的产量,前者约为后者的________倍。(忽略副反应,保留2位有效数字)

24.甲醇水蒸气重整制氢消耗大量热能,科学家提出在原料气中掺入一定量氧气,理论上可实现甲醇水蒸气自热重整制氢。

已知:CH3OH(g) +O2(g) CO2(g) + 2H2(g)      △H=-193 kJ·mol-1

则5CH3OH(g) +4H2O(g) +O2(g) 5CO2(g) + 14H2(g)的△H=________ kJ·mol-1

第(1)小题正确答案及相关解析

正确答案

①CH3OH =催化剂,加热= 2H2 + CO

②混合气体中CO含量较高,会严重缩短电池寿命

解析

认真审题,做出解答。

考查方向

①根据信息,写出相关化学方程式;

②认真审题,找到相关信息用于解答相关问题。

解题思路

①根据信息,写出相关化学方程式;

②认真审题,找到相关信息用于解答相关问题。

易错点

①反应条件容易遗漏或出错;

②没有理解信息,无法做出解答

教师点评

本小题难度不大,要求答题时要细心,不要遗漏。

第(2)小题正确答案及相关解析

正确答案

①升高温度、增大H2O(g)浓度等;

②有利于增大CH3OH的转化率、有利于抑制CO的生成;

④大;3.2

解析

①综合考虑两种影响因素;

②结合题意,利于提高原料的转化率;结合信息,利于抑制CO的生成;

③计算出原甲醇的分压是,平衡后甲醇的分压是。甲醇的平衡转化率是

考查方向

①考察影响化学平衡、化学反应速率的因素,需要将两者结合考虑。

②结合题意,考察实际采取的措施带来的优点。

③运用相关原理,进行化学平衡的相关计算。

④综合理解,进行相关计算。

解题思路

①综合考虑两种影响因素,需要将方法重叠考虑;

②结合题意,利于提高原料的转化率;结合信息,利于抑制CO的生成;

③运用三段式进行相关计算。

④理解信息,进行计算。

易错点

①容易遗漏相关信息,要从平衡和速率两个角度考虑问题。

②没有结合题意,漏写CO的不利影响

③④不理解信息,不会进行相关计算。

教师点评

本小题难度较大,前两空相对容易得分,后面计算难度很大,若不理解信息,则很难得出正确答案。

第(3)小题正确答案及相关解析

正确答案

+3

解析

将第1个热化学方程式乘4,加上第3个热化学方程式,得到结论。

考查方向

考察盖斯定律的综合运用。

解题思路

将第1个热化学方程式乘4,加上第3个热化学方程式,得到结论。

易错点

没有结合上述的相关热化学方程式,没有理解盖斯定律,就不能得到正确结果。

教师点评

盖斯定律的综合运用,难度不大。

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题型: 单选题
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单选题 · 3 分

4.下列表述和方程式书写都正确的是

A表示乙醇燃烧热的热化学方程式(△H的绝对值正确):

C2H5OH(l)+3O2(g)═2CO2(g)+3H2O(g)△H=﹣1367.0kJ•mol﹣1

BNH4Al(SO4)2溶液中加入Ba(OH)2溶液使SO42完全沉淀:

Al3++2SO42-+2Ba2++4OH-= AlO2-+2BaSO4↓+2H2O

C用浓盐酸酸化的KMnO4溶液与H2O2反应,证明H2O2具有还原性:

2MnO4+6H++5H2O2=2Mn2++5O2↑+8H2O

D用硫酸酸化的橙色的重铬酸钾(K2Cr2O7)溶液与乙醇作用生成乙酸和三价铬,可以  用于检测是否酒后驾驶:2Cr2O72﹣+3C2H5OH+16H+→4Cr3++3CH3COOH+11H2O

正确答案

D

解析

A. 水为液态时稳定,则乙醇燃烧热的热化学方程式为C2H5OH(l)+3O2(g)═2CO2(g)+3H2O(l)  =﹣1367.0kJ•mol﹣1,故A错误

B. 向NH4Al(SO4)2溶液中加入Ba(OH)2溶液使SO42-完全沉淀,说明硫酸根和钡离子的物质的量之比是1:2,离子方程式为:Al3++2SO42-+2Ba2++4OH+NH4+= Al(OH)3↓+NH3·H2O+2BaSO4↓,故B错误

C. 浓盐酸可以被酸性高锰酸钾溶液氧化,从而影响双氧水还原性的检验,故C错误

D.硫酸酸化的橙色的重铬酸钾溶液具有强氧化性,能够氧化乙醇,同时生成乙酸和草绿色的三价铬,可以用于检测是否酒后驾驶,反应的离子方程式为::2Cr2O72﹣+3C2H5OH+16H+→4Cr3++3CH3COOH+11H2O,故D正确

故本题选择D

考查方向

热化学方程式、离子方程式的书写

解题思路

A. 燃烧热的热化学方程式中,水的状态必须为液态

B. 向NH4Al(SO4)2溶液中加入Ba(OH)2溶液使SO42-完全沉淀,说明硫酸根和钡离子的物质的量之比是1:2

C.浓盐酸可以被酸性高锰酸钾溶液氧化

D. 重铬酸钾在酸性条件下具有强氧化性,能够氧化乙醇,溶液由橙色变为绿色

易错点

配平错误、电荷不守恒

知识点

离子方程式的书写热化学方程式
下一知识点 : 用盖斯定律进行有关反应热的计算
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