當(dāng)前位置： 2021-2022學(xué)年北京理工大附中高二（上）期中化學(xué)試卷> 試題詳情

二甲醚（DME）被譽(yù)為“21世紀(jì)的清潔燃料”。由合成氣制備二甲醚的主要原理如下：
①CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H₁=-90.7kJ?mol^-1
②2CH₃OH（g）?CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）△H₂=-23.5kJ?mol^-1
③CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）△H₃=-41.2kJ?mol^-1
回答下列問(wèn)題：
（1）則反應(yīng)3H₂（g）+3CO（g）?CH₃OCH₃（g）+CO₂（g）ΔH=
-246.1kJ?mol^-1
-246.1kJ?mol^-1
。
（2）以下說(shuō)法能說(shuō)明反應(yīng)3H₂（g）+3CO（g）?CH₃OCH₃（g）+CO₂（g）達(dá)到平衡狀態(tài)的有
AD
AD
。
A．CO和CH₃OCH₃的濃度之比保持3：1不變
B．單位時(shí)間內(nèi)斷裂3個(gè)H-H同時(shí)斷裂1個(gè)C=O
C．恒溫恒容條件下，氣體的密度保持不變
D．恒溫恒壓條件下，氣體的平均摩爾質(zhì)量保持不變
（3）如圖1所示裝置，裝置A是二甲醚燃料電池，該裝置工作時(shí)電子從b極流向Fe電極。

①A池中b電極反應(yīng)式為
CH₃OCH₃+16OH^--12e^-=2CO₃^2-+11H₂O
CH₃OCH₃+16OH^--12e^-=2CO₃^2-+11H₂O
。
②若裝置B中溶液體積為300mL，假設(shè)反應(yīng)前后溶液體積不變，當(dāng)裝置A中消耗0.0025mol二甲醚時(shí)，裝置B中溶液的pH為
13
13
。
（4）一定量的CO₂與足量的碳在體積可變的恒壓密閉容器中反應(yīng)：C（s）+CO₂?2CO（g），平衡時(shí)，體系中氣體體積分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系如圖2所示：（已知?dú)怏w分壓（p_分）=氣體總壓（p_總）×體積分?jǐn)?shù)）
①該反應(yīng)△H
＞
＞
（填“＞”、“＜”或“=”）0，550℃時(shí)，平衡后若充入惰性氣體，平衡
正移
正移
。（填“正移”“逆移”或“不移動(dòng)”）
②650℃時(shí)，反應(yīng)達(dá)平衡后CO₂的轉(zhuǎn)化率為
25%
25%
。（保留2位有效數(shù)字）
③T℃時(shí)，用平衡分壓代替平衡濃度表示的化學(xué)平衡常數(shù)K_p=
0.5
0.5
p_總。

【考點(diǎn)】化學(xué)平衡的計(jì)算；化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷；原電池與電解池的綜合；化學(xué)平衡的影響因素；用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算．

【答案】-246.1kJ?mol^-1；AD；CH₃OCH₃+16OH^--12e^-=2CO₃^2-+11H₂O；13；＞；正移；25%；0.5

【解答】

【點(diǎn)評(píng)】

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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：31引用：2難度：0.5

相似題

1．甲醇CH₃OH是一種重要的化工原料，在生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用。
（1）已知
甲醉脫水反應(yīng)Ⅰ2CH₃OH（g）═CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）△H₁=-23.9kJ?mol^-1
甲醇制烯烴反應(yīng)Ⅱ2CH₃OH（g）═C₂H₄（g）+2H₂O（g）△H₂=-29.1kJ?mol^-1
乙醇異構(gòu)化反應(yīng)ⅢC₂H₅OH（g）═CH₃OCH₃（g）△H₃=+50.7kJ?mol^-1
①屬于吸熱反應(yīng)的是

（填羅馬數(shù)字）。
②反應(yīng)Ⅰ中，反應(yīng)物具有的總能量

（填“大于”“等于”或“小于”）生成物具有的總能量。
③反應(yīng)Ⅱ的△S

0（填“＞”或“=”或者“＜”），該反應(yīng)

在任意溫度下自發(fā)（填“能或“不能”）。
④則乙烯氣相直接水合反應(yīng)
C₂H₄（g）+H₂O（g）═C₂H₅OH（g）的△H=

kJ?mol^-1。
（2）合成CH₃OH的一種反應(yīng)為：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）。一定條件下，將1molCO和2molH₂在1L容器中發(fā)生上述反應(yīng)。經(jīng)過(guò)2 min反應(yīng)生成了amolCH₃OH（反應(yīng)前后體積不變）
①此時(shí)CO的濃度為

mol/L。
②2min內(nèi)用H₂表示該反應(yīng)的速率為v（H₂）=

mol（L?min）。
③升高溫度，反應(yīng)的平衡常數(shù)K減小，則該反應(yīng)為

（填“吸熱反應(yīng)”或“放熱反應(yīng)”）。
一定能說(shuō)明該反應(yīng)達(dá)到平衡的標(biāo)志是

。
A.CO、C₂H₅OH的濃度相等
B.2v（CO）=v（H₂）
C.混合氣體的密度保持不變
D.混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不再改變
發(fā)布：2024/11/4 8:0:2組卷：7引用：1難度：0.5
解析
2．（1）已知：
甲醇脫水反應(yīng)   2CH₃OH（g）═CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）△H₁=-23.9kJ?mol^-1
甲醇制烯烴反應(yīng)  2CH₃OH（g）═C₂H₄ （g）+2H₂O（g）△H₂=-29.1kJ?mol^-1
乙醇異構(gòu)化反應(yīng)  C₂H₅OH （g）═CH₃OCH₃（g）△H₃=+50.7kJ?mol^-1
則乙烯氣相直接水合反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：

。
（2）如圖為乙烯氣相直接水合法制備乙醇中乙烯的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系（其中n（H₂O）：n（C₂H₄）=1：1）。

若p₂=8.0MPa,列式計(jì)算A點(diǎn)的平衡常數(shù)K_p=

（用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算；分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)；結(jié)果保留到小數(shù)點(diǎn)后兩位）；
（3）以乙烯為燃料，氧氣為氧化劑，KOH溶液為電解質(zhì)溶液，可制成燃料電池（電極材料為惰性電極）。
①若KOH溶液足量，則負(fù)極的電極反應(yīng)式

。
②若電解質(zhì)溶液中KOH的物質(zhì)的量為0.75mol,當(dāng)有0.25mol乙烯參與反應(yīng)時(shí)（假設(shè)電解質(zhì)溶液體積變化忽略不計(jì)），則反應(yīng)后電解質(zhì)溶液中各種離子的物質(zhì)的量濃度由大到小的順序是

。
發(fā)布：2024/11/4 8:0:2組卷：21引用：1難度：0.6
解析
3．（1）煤氣化制合成氣（CO 和 H₂）
已知：C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）△H₁=131.3 kJ?mol^-1
C（s）+2H₂ O（g）═CO₂（g）+2H₂（g）△H₂=90 kJ?mol^-1
則一氧化碳與水蒸氣反應(yīng)生成二氧化碳和氫氣的熱化學(xué)方程式是

（1）由合成氣制甲醇
合成氣 CO 和H₂ 在一定條件下能發(fā)生反應(yīng)：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H＜0。

①在容積均為 V L 的甲、乙、丙、丁四個(gè)密閉容器中分別充入 a mol CO 和 2a mol H₂，四個(gè)容器的反應(yīng)溫度分別為 T₁、T₂、T₃、T₄ 且恒定不變。在其他條件相同的情況下，實(shí)驗(yàn)測(cè)得反應(yīng)進(jìn)行到 t min 時(shí)H₂ 的體積分?jǐn)?shù)如圖1所示，則T₃ 溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)為

（用 a、V 表示）
②如圖2反映的是在T₃ 溫度下，反應(yīng)進(jìn)行 t min 后甲醇的體積分?jǐn)?shù)與反應(yīng)物初始投料比
c
（
CO
）
c
（
H
2
）
的關(guān)系，請(qǐng)畫(huà)出T₄ 溫度下的變化趨勢(shì)曲線。
③在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中，為測(cè)定恒溫恒壓條件下反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)，可作
為判斷依據(jù)的是

A．管道內(nèi)氣體密度保持不變B．CO 的體積分?jǐn)?shù)保持不變
C．氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量保持不變D．c（H₂）=2c（CH₃OH）
（3）由甲醇制烯烴
主反應(yīng)：2CH₃OH?C₂H₄+2H₂Oi；3CH₃OH?C₃H₆+3H₂Oii
副反應(yīng)：2CH₃OH?CH₃OCH₃+H₂Oiii
某實(shí)驗(yàn)室控制反應(yīng)溫度為 400℃，在相同的反應(yīng)體系中分別填裝等量的兩種催化劑（Cat.1 和 Cat.2），以恒定的流速通入 CH₃OH，在相同的壓強(qiáng)下進(jìn)行甲醇制烯烴的對(duì)比研究，得到如圖3實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（選擇性：轉(zhuǎn)化的甲醇中生成乙烯和丙烯的百分比）

由圖象可知，使用 Cat.2 反應(yīng) 2 h 后甲醇的轉(zhuǎn)化率與乙烯和丙烯的選擇性均明顯下降，可能的原因是（結(jié)合碰撞理論解釋）

發(fā)布：2024/11/4 8:0:2組卷：43引用：2難度：0.3
解析

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