乙二醇是一種重要的化工基本原料。煤制乙二醇的工藝流程如圖。
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(1)Ⅰ中氣化爐內(nèi)主要反應(yīng)有:
ⅰ.C(s)+H2O(g)?CO(g)+H2(g)△H1=+131kJ?mol-1
ⅱ.CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)△H2=-41kJ?mol-1
①寫出CO2被C還原成CO的熱化學(xué)反應(yīng)方程式:C(s)+CO2(g)=2CO(g)△H=+172kJ?mol-1C(s)+CO2(g)=2CO(g)△H=+172kJ?mol-1。
②其他條件相同時,增大氣化爐內(nèi)水蒸氣的分壓P(混合氣體中某氣體的分壓越大,表明其濃度越大),達(dá)到平衡時各組分體積分?jǐn)?shù)(φ)的變化如下表所示。解釋出現(xiàn)該變化趨勢的可能原因是c(H2O)增大,反應(yīng)ⅱ平衡正向移動(主要影響)使c(CO)減小,c(CO2)增大,c(H2)增大c(H2O)增大,反應(yīng)ⅱ平衡正向移動(主要影響)使c(CO)減小,c(CO2)增大,c(H2)增大。
P/Mpa | φ(CO2)/% | φ(CO)/% | φ(H2)/% |
0.017 | 15.79 | 31.50 | 51.23 |
0.041 | 19.52 | 27.12 | 52.04 |
0.065 | 21.15 | 23.36 | 54.14 |
0.088 | 21.64 | 21.72 | 55.46 |
一定條件
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第一步為CO與亞硝酸甲酯(CH3ONO)在Pd催化劑作用下發(fā)生反應(yīng):2CO+2CH3ONO
P
d
140
℃
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第二步為常溫常壓下利用NO、CH3OH和O2進行的CH3ONO再生反應(yīng)。
①第二步反應(yīng)的化學(xué)方程式是
4NO+4CH3OH+O2=4CH3ONO+2H2O(或總反應(yīng)-第一步反應(yīng)×2)
4NO+4CH3OH+O2=4CH3ONO+2H2O(或總反應(yīng)-第一步反應(yīng)×2)
。②第一步反應(yīng)的機理如圖所示,下列說法正確的是
bcd
bcd
。(填字母序號)![](http://img.jyeoo.net/quiz/images/202104/113/4228c048.png)
a.CH3ONO中氮氧雙鍵在Pd表面斷裂
b.脫附過程1生成了草酸二甲酯
c.脫附過程2生成了副產(chǎn)物碳酸二甲酯(
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d.增大投料比[n(CO):n(CH3ONO)],可提高最終產(chǎn)物中草酸二甲酯的比率
③第一步反應(yīng)時,若CO中混有少量H2,H2在Pd表面易形成Pd-H中間體,結(jié)合第一步反應(yīng)機理,推測因H2導(dǎo)致生成的副產(chǎn)物有
HCOOCH3
HCOOCH3
、CH3OH
CH3OH
。(3)Ⅲ中,草酸二甲酯經(jīng)過催化氫化即可生成乙二醇和甲醇。理論上,該反應(yīng)中n(草酸二甲酯):n(氫氣)=
1;4
1;4
。【考點】熱化學(xué)方程式.
【答案】C(s)+CO2(g)=2CO(g)△H=+172kJ?mol-1;c(H2O)增大,反應(yīng)ⅱ平衡正向移動(主要影響)使c(CO)減小,c(CO2)增大,c(H2)增大;4NO+4CH3OH+O2=4CH3ONO+2H2O(或總反應(yīng)-第一步反應(yīng)×2);bcd;HCOOCH3;CH3OH;1;4
【解答】
【點評】
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(1)圖1的四個過程中能量轉(zhuǎn)化形式有
A.2種 B.3種 C.4種 D.4種以上
(2)電解過程要消耗大量的電能,而使用微生物作催化劑在陽光下也能分解水.
2H2O(1)2H2(g)+O2(g)△H 1 2H2O(1)通電2H2(g)+O2(g)△H2光照催化劑
以上反應(yīng)的△H1
(3)已知H2O(l)→H2O(g)△H=+44kJ.mol-1,依據(jù)圖2能量變化寫出氫氣燃燒生產(chǎn)液態(tài)水的熱化學(xué)方程式
(4)氫能利用需要選擇合適的儲氫材料.
①NaBH4是一種重要的儲氫載體,能與水反應(yīng)生成NaBO2,且反應(yīng)前后B的化合價不變,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為
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