能源是制約國家發(fā)展進程的因素之一。甲醇、二甲醚等被稱為2 1世紀的綠色能源，工業(yè)上利用天然氣為主要原料與二氧化碳、水蒸氣在一定條件下制備合成氣（CO、H2），再制成甲醇、二甲醚。
（1）工業(yè)上，可以分離合成氣中的氫氣，用于合成氨，常用醋酸二氨合亞銅
[Cu（NH3）2Ac]溶液（Ac=CH3COO－）（來吸收合成氣中的一氧化碳，其反虛原理為：
[Cu（NH3）2Ac]（aq）+CO+NH3[Cu（NH3）3]Ac?CO（aq）（△H＜0）
常壓下，將吸收一氧化碳的溶液處理重新獲得[Cu（NH3）2]AC溶液的措施是         ；
（2）工業(yè)上一般采用下列兩種反應(yīng)合成甲醇：
反應(yīng)a：CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g） △H＝－49.0kJ/mol
反應(yīng)b：CO（g）+2H2（g）CH3OH（g） △H<0
①對于反應(yīng)a，某溫度下，將4.0 mol CO2（g）和12.0 mol H2（g）充入容積為2L的密閉容器中，反應(yīng)到達平衡時，測得甲醇蒸氣的體積分數(shù)為30%，則該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)為    ；
②對于反應(yīng)b，某溫度下，將1.0mol CO（g）和2．0 mol H2（曲充入固定容積的密閉容器中，反應(yīng)到達平衡時，改變溫度和壓強，平衡體系中CH3OH的物質(zhì)的量分數(shù)變化情況如圖所示，溫度和壓強的關(guān)系判斷正確的是         ；（填字母代號）

A．p3>p2，T3>T2
B．p2>p4，T4>T2
C．p1>p3，T1>T3
D．p1>p4，T2>T3
（3）CO可以合成二甲醚，二甲醚可以作為燃料電池的原料，化學(xué)反應(yīng)原理為：
CO（g）+4H2（g）CH3OCH3（g）+H2O（g）  △H<0
①在恒容密閉容器里按體積比為1:4充入一氧化碳和氫氣，一定條件下反應(yīng)達到平衡狀態(tài)。當(dāng)改變反應(yīng)的某一個條件后，下列變化能說明平衡一定向正反應(yīng)方向移動的是       ；
A．逆反應(yīng)速率先增大后減小
B．正反應(yīng)速率先增大后減小
C．反應(yīng)物的體積百分含量減小
D．化學(xué)平衡常數(shù)K值增大
②寫出二甲醚堿性燃料電池的負極電極反應(yīng)式         ；
③己知參與電極反應(yīng)的電極材料單位質(zhì)量放出電能的大小稱為該電池的比能量。關(guān)于二甲醚堿性燃料電池與乙醇堿性燃料電池，下列說法正確的是         （填字母）
A．兩種燃料互為同分異構(gòu)體，分子式和摩爾質(zhì)量相同，比能量相同
B．兩種燃料所含共價鍵數(shù)目相同，斷鍵時所需能量相同，比能量相同
C．兩種燃料所含共價鍵類型不同，斷鍵時所需能量不同，比能量不同
（4）已知l g二甲醚氣體完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物放出的熱量為31.63 kJ，請寫出表示二甲醚燃燒熱的熱化學(xué)方程式                    。

（1）加熱（2分）
（2）①1.33或 （2分，若書寫單位且正確得2分，單位錯誤不得分） ②C、D（2分）
②C、D（2分）
（3）①B、D （2分） 
②CH3OCH3－12e－＋16OH－= 2CO32－＋11H2O （2分）      ③C（2分）
（4）CH3OCH3(g)＋3O2(g) = 2CO2(g)＋3H2O(l)  ΔH=－1454.98 kJ/mol（2分）

解析試題分析：（1）將吸收一氧化碳的溶液處理重新獲得[Cu（NH3）2]AC溶液只要使平衡向逆反應(yīng)方向移動即可，逆反應(yīng)方向為氣體體積增大的吸熱反應(yīng)，所以在高溫低壓下使平衡逆移。
（2）①根據(jù)反應(yīng)方程式計算，
CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g）
起始：4.0 mol   12.0 mol            0              0  
轉(zhuǎn)化：xmol      3xmol            xmol        xmol 
平衡：4－xmol  12－xmol        xmol         xmol 
＝30%   x=3mol  
CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g）
平衡濃度：0.5mol/L  1.5mol/L      1.5mol/L     1.5mol/L
t1時達到達到平衡狀態(tài)，平衡常數(shù)=＝=1.33或 
②根據(jù)化學(xué)平衡移動的影響因素：溫度、壓強來分析：升高溫度，化學(xué)平衡向著吸熱方向進行，升高壓強，化學(xué)平衡向著氣體體積減小的方向進行。 CH3OH的物質(zhì)的量分數(shù)時隨著p1、p2、p3、p4逐漸降低，說明向著逆向移動，逆向是氣體體積增大的方向，所以p1、p2、p3、p4壓強逐漸升高， B錯，CH3OH的物質(zhì)的量分數(shù)時隨著T1、T2、T3、T4逐漸升高，說明正向移動，正向是放熱反應(yīng)，說明T1、T2、T3、T4溫度逐漸降低。A錯。所以選C、D。
（3）①A．逆反應(yīng)速率先增大后減小，說明一定逆向移動。
B．正反應(yīng)速率先增大后減小，說明一定正向移動
C．反應(yīng)物的體積百分含量減小，不一定正向移動
D．化學(xué)平衡常數(shù)K值增大，因為這個反應(yīng)征方向是放熱反應(yīng)，說明一定正向移動
所以選B、D  
②反應(yīng)本質(zhì)是二甲醚的燃燒，原電池負極發(fā)生氧化反應(yīng)，二甲醚在負極放電，堿性環(huán)境中生成碳酸鉀與氫水．正極反應(yīng)還原反應(yīng)，氧氣在正極放電生成氫氧根離子；正極反應(yīng)為氧氣得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，在堿性環(huán)境中生成氫氧根離子，正極反應(yīng)為3O2+12e－+6H2O=12OH－；負極上是燃料甲醚發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，在堿性環(huán)境下，即為：CH3OCH3－12e－＋16OH－= 2CO32－＋11H2O ；     
③由乙醇和二甲醚的分子結(jié)構(gòu)可知，化學(xué)式都是C2H6O，組成元素及其原子個數(shù)完全相同，互為同分異構(gòu)體，分子式和摩爾質(zhì)量相同，乙醇和二甲醚的分子結(jié)構(gòu)不同，無論是物理性質(zhì)還是化學(xué)性質(zhì)，還是共價鍵類型，斷鍵時所需能量不可能完全相同，所以比能量肯定不同。所以選C（2分）
（4）l g二甲醚氣體完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物放出的熱量為31.63 kJ，l mol（46g）二甲醚氣體完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物放出的熱量為31.63×46= 1454.98 kJ，所以二甲醚燃燒熱的熱化學(xué)方程式CH3OCH3(g)＋3O2(g) = 2CO2(g)＋3H2O(l)  ΔH=－1454.98 kJ/mol。
考點：考查涉及化學(xué)平衡移動、熱化學(xué)方程式、平衡常數(shù)、原電池等內(nèi)容。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

北京時間2013年12月2日凌晨1時30分，我國的“嫦娥三號”月球探測器在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空,發(fā)射“嫦娥三號”月球探測器的火箭推進器中裝有還原劑肼(N2H4)和氧化劑N2O4，當(dāng)它們混合時，即產(chǎn)生大量的氮氣和水蒸氣，并放出大量的熱。已知0.4 mol氣態(tài)肼和足量N2O4氣體反應(yīng)生成氮氣和水蒸氣時放出219.3 kJ的熱量。
（1）寫出肼和N2O4反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：                                             ；
（2）已知H2O(l)＝H2O(g)　ΔH＝＋44 kJ·mol－1，則16 g氣態(tài)肼與足量N2O4氣體反應(yīng)生成氮氣和液態(tài)水時，放出的熱量是                        ；
（3）肼除應(yīng)用于火箭燃料外，還可作為燃料電池的燃料，由肼和空氣構(gòu)成的堿性燃料電池的負極反應(yīng)式為：                                 ，正極反應(yīng)式為：                                  ；
（4）向次氯酸鈉溶液中通入一定物質(zhì)的量的氨氣可生成肼，寫出反應(yīng)的離子方程式：                。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

工業(yè)上制備 BaC12 的工藝流程圖如圖所示：

某研究小組在實驗室用重晶石（主要成分BaSO4）對工業(yè)過程進行模擬實驗。查表得：

（1）反應(yīng)C(s) + CO2(g)2CO(g)的△H =         kJ/mol
（2）過濾過程中需要使用玻璃棒，玻璃棒的作用是                               。
（3）鹽酸溶解焙燒的固體后，產(chǎn)生的氣體用過量 NaOH 溶液吸收，得到硫化鈉溶液。 Na2S 水解的離子方程式為                                            。
（4）向BaCl2溶液中加入AgNO3和KBr,當(dāng)兩種沉淀共存時， =         。[已知：
Ksp(AgBr) = 5.4×10─13 , Ksp(AgCl) = 2.0×10─10]

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

光氣(COCl2)在塑料、制革、制藥等工業(yè)中有許多用途，工業(yè)上采用高溫下CO與Cl2在活性炭催化下合成。
（1）氯氣工業(yè)上來源于氯堿工業(yè)，氯堿工業(yè)的化學(xué)方程式為                          
（2）工業(yè)上利用天然氣(主要成分為CH4)與CO2進行高溫重整制備CO和H2，已知CH4、H2和CO的燃燒熱(△H)分別為－890.3 kJ/mol、－285.8kJ/mol和－283.0 kJ/mol，則該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：_____                                     _____；
（3）COCl2的分解反應(yīng)為COCl2(g)  Cl2(g) + CO(g) △H =" +108" kJ/mol。反應(yīng)體系達到平衡后，各物質(zhì)的濃度在不同條件下的變化狀況如下圖所示(第10 min到14 min的COCl2濃度變化曲線來示出)：

①計算反應(yīng)在第8 min時的平衡常數(shù)K = __________(保留小數(shù)點后兩位數(shù)字)
②比較第2 min反應(yīng)溫度T（2）與第8 min反應(yīng)溫度(T8)的高低：T（2）____T（8）(填“<”、 “>”或“=”)；
③若12 min時反應(yīng)于溫度T（8）下重新達到平衡，則此時c(COCl2) = ______mol/L；
④比較產(chǎn)物CO在2～3 min、5～6 min和12～13 min時平均反應(yīng)速率[平均反應(yīng)速率分別以V(2—3)、 V(5—6)、 V(l2－13)表示]的大小____________；
⑤反應(yīng)物COCl2在5－6 min和15－16 min時平均反應(yīng)速率的大小為：V(5－6) > V(15－16)，原因是__              _____________。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

按要求寫出下列方程
（1）碳酸鈉溶液呈堿性的原因，用離子方程表示                    。
（2）用鋅保護海底鋼鐵設(shè)施，其中負極發(fā)生的電極反應(yīng)為：           。
（3）含20.0 g NaOH的稀溶液與稀鹽酸完全中和，放出28.7 kJ的熱量，則表示該反應(yīng)中和熱的熱化學(xué)方程式                                       。
（4）氫氧化鎂溶解在濃的氯化銨溶液，用離子方程表示                    。
（5） Al（OH）3的電離反應(yīng)方程式:                                             。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

氨是最重要的化工產(chǎn)品之一。
（1）合成氨用的氫氣可以甲烷為原料制得:CH4(g)+H2O(g）CO(g)+3H2(g)。有關(guān)化學(xué)反應(yīng)的能量變化如下圖所示。CH4(g)與H2O(g)反應(yīng)生成CO(g)和H2(g)的熱化學(xué)方程式為                 。
     
（2）CO對合成氨的催化劑有毒害作用，常用乙酸二氨合銅(Ⅰ)溶液來吸收原料氣中CO，其反應(yīng)原理為：[Cu(NH3)2CH3COO](l)+CO(g)+NH3(g)[Cu(NH3)3]CH3COO·CO(l） △H＜0。吸收CO后的乙酸銅氨液經(jīng)過適當(dāng)處理后又可再生，恢復(fù)其吸收CO的能力以供循環(huán)使用，再生的適宜條件是 __________（填寫選項編號）。
A．高溫、高壓    B．高溫、低壓    C．低溫、低壓    D．低溫、高壓
（3）用氨氣制取尿素[CO(NH2)2]的反應(yīng)為：2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(g） △H＜0。某溫度下，向容積為100L的密閉容器中通入4mol NH3和2molCO2，該反應(yīng)進行到40 s時達到平衡，此時CO2的轉(zhuǎn)化率為50%。該溫度下此反應(yīng)平衡常數(shù)K的值為________。下圖中的曲線表示該反應(yīng)在前25 s內(nèi)的反應(yīng)進程中的NH3濃度變化。若反應(yīng)延續(xù)至70s，保持其它條件不變情況下，請在圖中用實線畫出使用催化劑時該反應(yīng)的進程曲線。

（4）將尿素施入土壤后，大部分是通過轉(zhuǎn)化為碳酸銨或碳酸氫銨后才被作物所利用，尿素分子在微生物分泌的脲酶作用下，轉(zhuǎn)化為碳酸銨。已知弱電解質(zhì)在水中的電離平衡常數(shù)（25℃）如下表：

弱電解質(zhì)
H2CO3
NH3·H2O
電離平衡常數(shù)
Ka1=4.30×10-7   Ka2=5.61×10-11
1.77×10-5
 
現(xiàn)有常溫下0.1 mol·L-1的(NH4)2CO3溶液，
①你認為該溶液呈        性（填“酸”、“中”、“堿”），原因是         。
②就該溶液中粒子之間有下列關(guān)系式，你認為其中正確的是                。
A．c(NH4+)＞c(CO32-)＞c(HCO3-)＞c(NH3·H2O)
B．c(NH4+)+c(H+)＝c(HCO3-)+c(OH-)+c(CO32-)
C．c(CO32-）+ c(HCO3-）+c(H2CO3)＝0.1 mol·L-1
D．c(NH4+)+ c(NH3·H2O)＝2c(CO32-）+ 2c(HCO3-）+2c(H2CO3)

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

海底蘊藏著大量的“可燃冰”。用甲烷制水煤氣（CO、H2），再合成甲醇來代替日益供應(yīng)緊張的燃油。
已知：① CH4(g)＋H2O (g)＝CO (g)＋3H2 (g)    △H1＝+206.2kJ·mol-1
② CH4(g)＋O2(g)＝CO(g)＋2H2(g)    △H2=－35.4 kJ·mol-1
③ CH­­4 (g)＋2H2O (g)＝CO­2 (g)＋4H2 (g)  △H3＝+165.0 kJ·mol-1
（1）CH4(g)與CO2 (g)反應(yīng)生成CO(g)和H2(g)的熱化學(xué)方程式為    。
（2）從原料、能源利用的角度，分析反應(yīng)②作為合成甲醇更適宜方法的原因是    。
（3）水煤氣中的H2可用于生產(chǎn)NH3，在進入合成塔前常用[Cu(NH3)2]Ac溶液來吸收其中的CO，防止合成塔中的催化劑中毒，其反應(yīng)是： [Cu(NH3)2]Ac + CO + NH3  [Cu(NH3)3]Ac·CO   △H＜0
[Cu(NH3)2]Ac溶液吸收CO的適宜生產(chǎn)條件應(yīng)是    。
（4）將CH4設(shè)計成燃料電池，其利用率更高，裝置示意如下圖（A、B為多孔性石墨棒）。持續(xù)通入甲烷，在標準狀況下，消耗甲烷體積VL。0＜V≤44.8 L時，電池總反應(yīng)方程式為    。

② 44.8 L＜V≤89.6 L時，負極電極反應(yīng)為    。
③ V="67.2" L時，溶液中離子濃度大小關(guān)系為    。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

CO2和CO是工業(yè)排放的對環(huán)境產(chǎn)生影響的廢氣。
（1）以CO2與NH3為原料合成化肥尿素的主要反應(yīng)如下：
①2NH3(g)＋CO2(g)＝NH2CO2NH4(s)；ΔH＝－159.47 kJ·mol－1
②NH2CO2NH4(s)＝CO(NH2)2(s)＋H2O(g)；ΔH＝a kJ·mol－1
③2NH3(g)＋CO2(g)＝CO(NH2)2(s)＋H2O(g)；ΔH＝－86.98 kJ·mol－1
則a為            。
（2）科學(xué)家們提出用工業(yè)廢氣中的CO2制取甲醇：CO2+3H2CH3OH+H2O。制得的CH3OH可用作燃料電池的燃料。

①在KOH介質(zhì)中，負極的電極反應(yīng)式為_________________________________。
②作介質(zhì)的KOH可以用電解K2SO4溶液的方法制得。則KOH在_______出口得到,陽極的電極反應(yīng)式是：_____________________________________。
（3）利用CO與H2反應(yīng)可合成CH3OCH3。
已知：3H2(g) + 3CO(g)  CH3OCH3(g) + CO2(g)，ΔH＝-247kJ/mol
在一定條件下的密閉容器中，該反應(yīng)達到平衡，要提高CO的轉(zhuǎn)化率，可以采取的措施是           .

A．低溫高壓；B．加入催化劑；C．體積不變充入氦氣；D．增加CO的濃度；E．分離出二甲醚
（4）CH3OCH3也可由CH3OH合成。已知反應(yīng)2CH3OH(g)  CH3OCH3(g) + H2O(g)，在某溫度下，在1L密閉容器中加入CH3OH ，反應(yīng)到10分鐘時達到平衡，此時測得各組分的濃度如下：
物質(zhì)
CH3OH
CH3OCH3
H2O
濃度/（mol·L－1）
0.01
0.2
0.2
 
①0-10 min內(nèi)反應(yīng)速率v(CH3OH) ＝               。
②該溫度下的平衡常數(shù)為              。
③若平衡后，再向容器中再加入0.01mol CH3OH和0.2mol CH3OCH3，此時正、逆反應(yīng)速率的大�。�
v正        v逆 （填“>”、“<”或“＝”)。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

乙醇是重要的化工原料和液體燃料，可以在一定條件下利用CO2與H2反應(yīng)制得：

請回答：
（1）該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達式為                                 。
（2）當(dāng)溫度T1>T2時，化學(xué)平衡常數(shù)K1           K2（填“>”、“<”或“=”）。
（3）在恒溫、恒容的密閉容器中，下列描述能說明上述反應(yīng)已達化學(xué)平衡狀態(tài)的是                           （填字母序號）。
a．生成1molCH3CH2OH的同時生成3 mol H2O   
b．容器中各組分濃度不隨時間而變化
c．容器中混合氣體的密度不隨時間而變化   
d．容器中氣體的分子總數(shù)不隨時間而變化
（4）在工業(yè)生產(chǎn)中，可使H2的轉(zhuǎn)化率和化學(xué)反應(yīng)速率同時提高的措施有                                     （寫出一條合理措施即可）。
（5）工業(yè)上，常以乙醇為原料生產(chǎn)乙醛。根據(jù)下圖所示信息，該反應(yīng)是            反應(yīng)（填“放熱”或“吸熱”），判斷依據(jù)是__________________。

（6）乙醇可以作為燃料電池的燃料。某乙醇燃料電池以乙醇為燃料，使用酸性電解質(zhì)，該電池負極反應(yīng)的電極反應(yīng)式為                                           。

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