专题 化学反应原理试题

【反应原理】

1. 二甲醚(CH3OCH3)是无色气体，可作为一种新型能源。由合成气(组成为H2、CO和少量的CO2)直接制备二甲醚，其中的主要过程包括以下四个反应。

甲醇合成反应:

(Ⅰ) CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH1=-90.1 kJ·mol-1

(Ⅱ) CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2=-49.0 kJ·mol-1

水煤气变换反应:

(Ⅲ) CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH3=-41.1 kJ·mol-1

二甲醚合成反应:

(Ⅳ) 2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH4=-24.5 kJ·mol-1

回答下列问题:

(1) 分析二甲醚合成反应(Ⅳ)对于CO转化率的影

响: 。

(2) 由H2和CO直接制备二甲醚(另一产物为水蒸气)的热化学方程式

为。

根据化学反应原理，分析增加压强对直接制备二甲醚反应的影

响: 。

(3) 有研究者在催化剂(含Cu Zn Al O和Al2O3)、压强为5.0 MPa的条件下，由H2和CO直接制备二甲醚，结果如下图所示。其中CO转化率随温度升高而降低的原因

是。

(4) 二甲醚直接燃料电池具有启动快、效率高等优点，其能量密度高于甲醇直接燃料电池

(5.93 kW·h·kg-1)。若电解质为酸性，二甲醚直接燃料电池的负极反应式

为。

1 mol二甲醚分子经过电化学氧化，转移电子的物质的量为。

2. 研究NO2、SO2、CO等大气污染气体的测量及处理具有重要意义。

(1) I2O5可使H2S、CO、HCl等被氧化，常用于定量测定CO的含量。已知:

2I2(s)+5O2(g)2I2O5(s) ΔH=-75.56 kJ·mol-1

2CO(g)+O2(g)2CO2(g) ΔH=-566.0 kJ·mol-1

写出CO(g)与I2O5(s)反应生成I2(s)和CO2(g)的热化学方程

式: 。

(2) 一定条件下，NO2与SO2反应生成SO3和NO两种气体。将体积比为1∶2的NO2、SO2气体置于密闭容器中发生上述反应，下列能说明反应达到平衡状态的是(填字母)。

A. 体系压强保持不变

B. 混合气体的颜色保持不变

C. SO3和NO的体积比保持不变

D. 每消耗1 mol SO2的同时生成1 mol NO

测得上述反应平衡时NO2与SO2的体积比为1∶6，则平衡常数K= 。

(3) 新型氨法烟气脱硫技术的化学原理是采用氨水吸收烟气中的SO2，再用一定量的磷酸与上述吸收产物反应。该技术的优点除了能回收利用SO2外，还能得到一种复合肥料，该复合肥料可能的化学式为(写出一种即可)。

(4) 右图是一种碳酸盐燃料电池(MCFC)，以水煤气(CO、H2)为燃料，一定比例的Li2CO3和Na2CO3低熔混合物为电解质。写出B极的电极反应式: 。

(5) 工业上常用Na2CO3溶液吸收法处理氮的氧化物(以NO和NO2的混合物为例)。已知:NO不能与Na2CO3溶液反应。

NO+NO2+Na2CO32NaNO2+CO2

2NO2+Na2CO3NaNO2+NaNO3+CO2

①用足量的Na2CO3溶液完全吸收NO和NO2的混合物，每产生 22.4 L(标准状况)CO2(全部逸出)时，吸收液质量就增加44 g，则混合气体中NO和NO2的体积比为。

②用Na2CO3溶液吸收法处理氮的氧化物存在的缺点

是。

3. “氢能”将是未来最理想的新能源。

(1) 实验测得，1g H2(g)燃烧生成液态水时放出142.9 kJ热量，则氢气燃烧热的热化学方程式为。

(2) 某化学家根据“原子经济”的思想，设计了如下制备H2的反应步骤:

①CaBr2+H2O CaO+2HBr

②2HBr+Hg HgBr2+H2

③HgBr2+ 250℃

+

④2HgO2Hg+O2↑

请你根据“原子经济”的思想完成上述步骤③的化学方程

式: 。

根据“绿色化学”的思想评估该方法制H2的主要缺点

是。

(3) 氢气通常用生产水煤气的方法制得。其中:

CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH<0，在850℃时，K=1。

①若升高温度到950℃时，达到平衡时K (填“>”、“<”或“=”)1。

②850℃时，若向一容积可变的密闭容器中同时充入 1.0 mol CO、3.0 mol H2O、1.0 mol CO2和x mol H2，若要使上述反应开始时向正反应方向进行，则x应满足的条件

是。

(4) 工业生产中，常用氢氧化钠溶液吸收排放废气中的二氧化硫，并将吸收产物电解，可以产生氢气、硫酸等物质，装置如图1所示。该电解过程中阳极的电极反应式

为。

图1

图2 碳氢化合物、一氧化碳和氮氧化物的排放量与空燃比的关系

(5) 一氧化碳、氮氧化物和碳氢化合物是汽车尾气的主要成分。已知空燃比(空气、燃料体积之比)与尾气中各成分排放量关系如图2所示，B物质的名称是。

4. 甲醇来源丰富、价格低廉、运输贮存方便，是一种重要的化工原料，有着重要的用途和

应用前景。

(1) 工业生产甲醇的常用方法是CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH1=-90.8 kJ·mol-1。已知:2H2(g)+O2(g)2H2O (l) ΔH2=-571.6 kJ·mol-1

H2

(g)+

1

2O

2(g)H2O(g) ΔH3=-241.8 kJ·mol

-1

①H2的燃烧热为kJ·mol-1。

②CH3OH(g)+O2(g)CO(g)+2H2O(g)的反应热ΔH= 。

③若在恒温恒容的容器内进行反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)，则可用来判断该反应达到平衡状态的标志有(填字母)。

A. CO百分含量保持不变

B. 容器中H2浓度与C O浓度相等

C. 容器中混合气体的密度保持不变

D. CO的生成速率与CH3OH的生成速率相等

(2) 工业上利用甲醇制备氢气的常用方法有两种:

①甲醇蒸气重整法。该法中的一个主要反应为CH3OH(g)CO(g)+2H2(g)，此反应能自发进行的原因是。

②甲醇部分氧化法。在一定温度下，以Ag/CeO2ZnO为催化剂时原料气比例对反应的选择性

(选择性越大，表示生成的该物质越多)影响关系如右图所示。则当

2

3

(O)

(CH OH)

n

n

=0.25时，

CH3OH与O2发生的主要反应的化学方程式为;在制备H2时

最好控制

2

3

(O)

(CH OH)

n

n

= 。

(3) 在稀硫酸介质中，甲醇燃料电池负极发生的电极反应式为。