【題目】二甲醚(CH3OCH3)重整制取H2,具有無毒、無刺激性等優(yōu)點(diǎn);卮鹣铝袉栴}:

(1) CH3OCH3O2發(fā)生反應(yīng)Ⅰ: CH3OCH3(g)+O2 (g) =2CO(g)+3H2(g) H

己知:CH3OCH3(g) =CO(g)+H2(g)+CH4(g) H= a kJ/mol

CH4(g) +O2 (g) = CO(g)+2H2O(g) H= b kJ/mol

H2(g)+O2 (g) = H2O(g) H= c kJ/mol

①則反應(yīng)Ⅰ的H=_________________ (用含a、b、c的代數(shù)式表示)。

②保持溫度和壓強(qiáng)不變,分別按不同進(jìn)料比通入CH3OCH3O2,發(fā)生反應(yīng)Ⅰ。測(cè)得平衡時(shí)H2的體積百分含量與進(jìn)料氣中的關(guān)系如圖(a)所示。當(dāng)>0.6時(shí),H2的體積百分含量快速降低,其最主要原因是_____填標(biāo)號(hào)

a 過量的O2起稀釋作用

b 過量的O2H2發(fā)生副反應(yīng)生成H2O

c >0.6時(shí)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)

(2)T℃時(shí),在剛性反應(yīng)器中通入CH3OCH3,發(fā)生反應(yīng)Ⅱ:CH3OCH3(g) =CO(g)+H2(g)+CH4(g) H>0,測(cè)得容器內(nèi)初始?jí)簭?qiáng)為41.6kPa,反應(yīng)過程中反應(yīng)速率v(CH3OCH3)、時(shí)間t與分壓P(CH3OCH3)的關(guān)系如圖(b)所示。

t=400s時(shí),CH3OCH3的分解率α=______(保留2位有效數(shù)字);

②反應(yīng)速率滿足v(CH3OCH3)=k Pn(CH3OCH3),n=_____,k=______s-1;400s時(shí)v(CH3OCH3)=___________kPa·s-1

③一段時(shí)間后反應(yīng)達(dá)到平衡,測(cè)得體系的總壓強(qiáng)為121.6 kPa,則該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=_____kPa2。

④若提高該剛性反應(yīng)器的溫度,再次達(dá)到平衡后體系的壓強(qiáng)P_____121.6 kPa(填大于等于小于),原因是________。

【答案】(a+b-2c)kJ/mol b 16% 1 0.00044 0.0154 40000 大于 溫度提高,體積不變,總壓強(qiáng)提高;反應(yīng)Ⅱ?yàn)槲鼰岱磻?yīng),溫度提高,平衡右移,體系物質(zhì)的量增加,總壓強(qiáng)提高

【解析】

CH3OCH3O2發(fā)生反應(yīng)Ⅰ: CH3OCH3(g)+O2 (g) =2CO(g)+3H2(g) H

己知:CH3OCH3(g) =CO(g)+H2(g)+CH4(g) H= a kJ/mol

CH4(g) +O2 (g) = CO(g)+2H2O(g) H= b kJ/mol

H2(g)+O2 (g) = H2O(g) H= c kJ/mol

(1)①①CH3OCH3(g)═CO(g)+H2(g)+CH4(g)Ha kJ/mol,②CH4(g) +O2 (g) = CO(g)+2H2O(g) Hb kJ/mol,③H2(g)+O2 (g) = H2O(g) Hc kJ/mol,根據(jù)蓋斯定律①+②﹣③×2計(jì)算得反應(yīng)Ⅰ:CH3OCH3(g)+O2 (g)═2CO(g)+3H2(g)的焓變H;

②當(dāng)0.6時(shí),H2的體積百分含量快速降低的原因可能是氧氣和氫氣發(fā)生了反應(yīng);

(2)t400s時(shí),CH3OCH3分壓P(CH3OCH3)35.0kPa,測(cè)得容器內(nèi)初始?jí)簭?qiáng)為41.6 kPa,轉(zhuǎn)化率=×100%×100%;

②反應(yīng)速率滿足v(CH3OCH3)kPn(CH3OCH3),將(10.0,4.4)(30.013.2)兩點(diǎn)數(shù)值代入v(CH3OCH3)kPn(CH3OCH3)中,計(jì)算k、n,進(jìn)而得到v(CH3OCH3)P(CH3OCH3)的關(guān)系式,最后計(jì)算400s時(shí)的v(CH3OCH3)

③達(dá)到平衡時(shí),測(cè)得體系的總壓強(qiáng)P總=121.6 kPa,結(jié)合三行計(jì)算得到物質(zhì)的量和各物平衡分壓,代入反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp中計(jì)算Kp;

④升高溫度,氣體體積不變,總壓強(qiáng)增大,同時(shí)反應(yīng)Ⅱ:CH3OCH3(g)═CO(g)+H2(g)+CH4(g)H0,所以升高溫度,平衡正向移動(dòng),氣體的物質(zhì)的量增大,氣體的壓強(qiáng)增大。

(1)CH3OCH3(g)═CO(g)+H2(g)+CH4(g)Ha kJ/mol,②CH4(g) +O2 (g) = CO(g)+2H2O(g) Hb kJ/mol,③H2(g)+O2 (g) = H2O(g) Hc kJ/mol,根據(jù)蓋斯定律①+②﹣③×2計(jì)算反應(yīng)Ⅰ:CH3OCH3(g)+O2 (g)═2CO(g)+3H2(g)的焓變H(a+b2c)KJ/mol;

②由圖象分析可知,當(dāng)0.6時(shí),H2的體積百分含量快速降低的原因可能是:過量的O2H2發(fā)生副反應(yīng)生成H2O,故答案為:b

(2)t400 s時(shí),CH3OCH3分壓P(CH3OCH3)35.0kPa,測(cè)得容器內(nèi)初始?jí)簭?qiáng)為41.6 kPa,轉(zhuǎn)化率=×100%16%

②反應(yīng)速率滿足v(CH3OCH3)kPn(CH3OCH3),將(10.0,4.4)(30.0,13.2)兩點(diǎn)數(shù)值代入v(CH3OCH3)kPn(CH3OCH3)中有:10.0nk4.4×10330.0nk13.2×104,解得k0.00044、n1,所以v(CH3OCH3)0.00044P(CH3OCH3)400 s時(shí),P(CH3OCH3)35.0KPa,則v(CH3OCH3)0.00044×35.00.0154kPa/s;

③達(dá)到平衡時(shí),測(cè)得體系的總壓強(qiáng)P總=121.6 kPa,結(jié)合三行計(jì)算得到物質(zhì)的量,設(shè)CH3OCH3物質(zhì)的量為1mol,反應(yīng)消耗甲醚物質(zhì)的量為x,

CH3OCH3(g)CO(g)+H2(g)+CH4(g)

起始量(mol) 1 0 0 0

變化量(mol) x x x x

平衡量(mol) 1x x x x

根據(jù)氣體的壓強(qiáng)之比等于氣體物質(zhì)的量之比有(1+2x)1121.641.6,解得x0.96mol,1x0.04mol,氣體總物質(zhì)的量=1+2x2.92mol,KpkPa2≈40000kPa2,故答案為:40000;

④升高溫度,氣體體積不變,總壓強(qiáng)增大,同時(shí)反應(yīng)Ⅱ:CH3OCH3(g)═CO(g)+H2(g)+CH4(g)H0并且氣體體積增大,所以升高溫度,平衡正向移動(dòng),氣體的物質(zhì)的量增大,氣體的壓強(qiáng)增大。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】1×105Pa298K時(shí),將1mol氣態(tài)AB分子分離成氣態(tài)A原子和B原子所需要的能量稱為鍵能(kJ·mol-1)。下面是一些共價(jià)鍵的鍵能:(已知氨分子中有三個(gè)等價(jià)的氮?dú)涔矁r(jià)鍵)

共價(jià)鍵

H2分子

N2分子

NH3分子

鍵能(kJ·mol-1)

436

945

391

1)根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)判斷工業(yè)合成氨的反應(yīng)是__(吸熱放熱”)反應(yīng);

2)在298K時(shí),取1molN23molH2放入一密閉容器中,在催化劑存在下進(jìn)行反應(yīng),理論上生成2molNH3時(shí)放出或吸收的熱量為Q,則Q___

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】有一種被稱為軟電池的紙質(zhì)電池,其總反應(yīng)為:Zn2MnO2H2O=ZnO2MnOOH。下列說法正確的是(

A.該電池中Zn作正極

B.Zn電極上發(fā)生還原反應(yīng)

C.該電池工作時(shí)電流由Zn經(jīng)導(dǎo)線流向MnO2

D.當(dāng)6.5gZn完全溶解時(shí),流經(jīng)電路的電子個(gè)數(shù)約為1.204×l023

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】科學(xué)家正在研究建立如圖所示的二氧化碳新循環(huán)體系以解決日益加劇的溫室效應(yīng)等問題,關(guān)系圖中能反映的化學(xué)觀點(diǎn)或化學(xué)思想有(

①二氧化碳也是一種重要的資源;

②光能或電能可以轉(zhuǎn)化為化學(xué)能;

③燃燒時(shí)化學(xué)能可以轉(zhuǎn)化為熱能;

④無機(jī)物和有機(jī)物可以相互轉(zhuǎn)化;

⑤化學(xué)變化中元素種類是守恒的

A.①②③B.①④⑤C.①②④⑤D.①②③④⑤

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】青蒿素是烴的含氧衍生物,為無色針狀晶體,易溶于丙酮、氯仿和苯中,在甲醇、乙醇、乙醚、石油醚中可溶解,在水中幾乎不溶,熔點(diǎn)為156157℃,熱穩(wěn)定性差,青蒿素是高效的抗瘧藥。已知:乙醚沸點(diǎn)為35℃,從青蒿中提取青蒿素的方法之一是以萃取原理為基礎(chǔ)的,主要有乙醚浸取法和汽油浸取法、乙醚浸取法的主要工藝為:

請(qǐng)回答下列問題:

1對(duì)青蒿進(jìn)行干燥破碎的目的是__________;

2操作需要的玻璃儀器主要有:燒杯、玻璃棒、__________,操作的名稱是__________;操作的名稱是__________;

3通常用燃燒的方法測(cè)定有機(jī)物的分子式,可在燃燒室內(nèi)將有機(jī)物樣品與純氧在電爐加熱下充分燃燒,根據(jù)產(chǎn)品的質(zhì)量確定有機(jī)物的組成。如圖所示的是用燃燒法確定青蒿素分子式的裝置。

按上述所給的測(cè)試信息。裝置的連接順序應(yīng)是__________每個(gè)裝置限用一次。

該實(shí)驗(yàn)裝置可能會(huì)產(chǎn)生誤差,造成測(cè)定含氧量偏低,改進(jìn)方法是__________;

青蒿素樣品的質(zhì)量為28.2 g。用合理改進(jìn)后的裝置進(jìn)行試驗(yàn),稱得A66 gB管增重19.8 g,則測(cè)得青蒿素的最簡(jiǎn)式是__________。

要確定該有機(jī)物的分子式,還必須知道的數(shù)據(jù)__________

4某學(xué)生對(duì)青蒿素的性質(zhì)進(jìn)行探究.將青蒿素加入含有NaOH、酚酞的水溶液中,青蒿素的溶解量較小,加熱并攪拌,青蒿素的溶解量增大,且溶液紅色變淺,與青蒿素化學(xué)性質(zhì)相似的物質(zhì)是__________填字母代號(hào)

A.乙醇 B.乙酸 C.葡萄糖 D.乙酸乙酯

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】對(duì)于苯乙烯()的下列敘述:

①所有的原子不可能共面 ②可溶于水 ③可溶于苯中 ④能使酸性KMnO4溶液褪色

⑤可發(fā)生加聚反應(yīng) 1mol苯乙烯與H2反應(yīng)最多消耗4molH2。其中完全正確的一組是(

A. ①②④⑤B. ③④⑤⑥C. ①③⑤⑥D. ②③④⑤

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】W、X、YZ為短周期元素,它們?cè)谥芷诒碇械南鄬?duì)位置如圖所示,若這四種元素的原子最外層電子數(shù)之和為24,則下列說法不正確的是

A.最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性:Z>Y

B.W的最低價(jià)氫化物與少量Z2反應(yīng),產(chǎn)物除W2外,還有一種鹽,其水溶液呈酸性

C.在元素周期表中,114號(hào)(類鉛)元素與W元素不位于同一主族

D.Y、Z可形成YZ2、Y2Z2等分子,前者常用作橡膠硫化劑

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】1,3-二異丙烯基苯是工業(yè)上常用的交聯(lián)劑,可用于制備高性能超分子聚合物,其結(jié)構(gòu)如圖所示。下列有關(guān)1,3-二異丙烯基苯的說法錯(cuò)誤的是(

A.其一氯代物有6

B.與液溴混合后加入鐵粉可發(fā)生取代反應(yīng)

C.分子中所有碳原子可能處于同一平面

D.能發(fā)生加聚反應(yīng)

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【題目】已知:KClO36HCl()=KCl3Cl23H2O,如圖所示,將少量試劑分別放入培養(yǎng)皿中的相應(yīng)位置,實(shí)驗(yàn)時(shí)將濃鹽酸滴在KClO3晶體上,并用表面皿蓋好。下表中由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出的結(jié)論完全正確的是(  )

選項(xiàng)

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

結(jié)論

A

滴有KSCNFeCl2溶液變紅

Cl2具有還原性

B

滴有酚酞的NaOH溶液褪色

Cl2具有酸性

C

紫色石蕊溶液先變紅后褪色

Cl2具有漂白性

D

KI淀粉溶液變成藍(lán)色

Cl2具有氧化性

A.AB.BC.CD.D

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