二甲醚(DME)和甲醇是21世纪应用最广泛的两种清洁燃料,目前工业上均可由合成气在特定催化剂作用下制得。
(1)由合成气制备二甲醚的主要原理如下:
已知:①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H1=-90.7 kJ·mol-1
②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H2=-23.5 kJ·mol-1
③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H3=-41.2 kJ·mol-1
则反应3H2(g)+3CO(g)CH3OCH3(g)+CO2(g)的△H= kJ·mol-1。
(2)将合成气以n(H2)/n(CO)=2通入1 L的反应器中,一定条件下发生反应:
4H2(g)+2CO(g)CH3OCH3(g)+H2O(g),其中CO的平衡转化率随温度、压强变化关系如图所示:
①该反应的平衡常数表达式为 ;P1、P2、P3由大到小的顺序为 。
②若反应在P3和316℃时,起始时n(H2)/n(CO)=3,则达到平衡时,CO的转化率 50%(填“大于”、“小于”或“等于”)。
(3)由合成气合成甲醇的反应的温度与平衡常数(K)的关系如表数据,
250℃时,将2 molCO和6 molH2充入2L的密闭容器中发生反应,反应时间与物质浓度的关系如图所示,则前10分钟内,氢气的平均反应速率为 ;若15分钟时,只改变温度一个条件,假设在20分钟时达到新平衡,氢气的转化率为33.3%,此时温度为 (从上表中选),请在图中画出15—25分钟c (CH3OH)的变化曲线。
(4)利用甲醇液相脱水也可制备二甲醚,原理是:CH3OH +H2SO4→CH3HSO4+H2O,CH3HSO4+CH3OH→CH3OCH3+H2SO4。与合成气制备二甲醚比较,该工艺的优点是反应温度低,转化率高,其缺点是 。
(每空2分,共8分)按要求写出下列反应的离子方程式或化学方程式:
⑴写出离子反应方程式CO2+2OH-=CO32-+H2O所对应的两个化学方程式
①
②
⑵书写下列反应的离子方程式:
①氧化铜与稀盐酸反应 :
②CO2通入到足量的澄清石灰水:
⑴在K2Cr207+14HCl=2KCl+2CrCl3+3Cl2↑+7H20反应中,元素被氧化,元素发生还原反应;是氧化产物;若0.1 mol K2Cr207完全反应,则被氧化的HCl的分子数目为
⑵用双线桥法表示该反应的电子转移的方向和数目:
K2Cr2O7+14HCl=2KCl+2CrCl3+3Cl2↑+7H2O
.相同物质的量的CO2和O2,其所含原子数目之比为______________,所含氧原子数目之比为________________,相同条件下的密度之比为________________;质量相同的CO2和O2,其物质的量之比为________________。
在一定条件下,xA + yBzC,达到平衡,试填写下列空白:
( 1 ) 若A、B、C都是气体,减压后向逆反应方向移动,则x、y、x之间的关系是 。
( 2 ) 已知C是气体,且x+y=z,加压时平衡如果发生移动,则平衡必向 方向移动,且A、B的状态中至少有一种是___________________。
( 3 ) 若B、C是气体,其他条件不变时增加A的用量,平衡不移动,则A的状态为 。
( 4 ) 加热后C的百分含量减少,则正反应是反应(选填“吸热”、“放热”)。
依据下列事实,写出下列反应的热化学方程式。
(1)在25℃、101kPa下,1g甲醇(CH3OH)燃烧生成CO2和液态水时放热22.68kJ。
;
(2)在25℃、101kPa下,若适量的N2和O2完全反应,每生成23克NO2需要吸收16.95kJ热量。
_______________________________________________________________。