Question

【題目】煤的氣化主要生成CO、H2等，其中CO、H2是用途相當廣泛的化工基礎原料。但煤的氣化獲得的化工原料氣中常含有少量羰基硫（COS)，能引起催化劑中毒、大氣污染等。

（1）COS的電子式為_____________________。

（2）下圖是1molCO和lmolNO2反應生成兩種氣態(tài)氧化物過程屮能量變化示意圖。已知14克CO參加反應時轉移電子數(shù)為NA。寫出該反應的熱化學方程式_______________________。

（3）在某一恒溫、恒容的密閉容器中發(fā)生以下反應：Ni(S)+4CO(g) Ni(CO)4(g)。下列說法正確的是__________。

A．該反應的反應熱△H<0

B．增加Ni的量可提高CO的轉化率，Ni的轉化率降低

C．反應達到平衡后，充入CO再次達到平衡時，CO的濃度增大

D．當v正[Ni(CO)4]=4v逆(CO)時或容器中混合氣體密度不變時，都可說明反應已達化學平衝狀態(tài)

（4）工業(yè)上采用CO與H2反應合成甲醇，反應如下CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。在T℃時，將2molCO和amolH2充入2L的恒容密閉容器中充分反應，l0min后反應達到平衡。已知v(CH3OH)=0.05molL-1min-1，且CO和H2的轉化率相等。

①H2的轉化率為_________________，反應未開始時的容器內氣體壓強P1與反應達平衡時壓強P2的比值為__________________。

②以甲醇燃料電池為電源，熔融鹽電解法制取硅烷原理如圖。陽極的電極反應式為_______________。

（5）甲醇可制備二甲醚：2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+ H2O(g)，K =1 （300℃測定）。

①在300℃時，測得n(CH3OCH3)=2n(CH3OH)，此時反應的v正__________v逆（填“〉”、“〈”或“=”〉，你的分析理由是___________________。

②二甲醚催化重整制氫的反應過程，主要包括以下幾個反應（以下數(shù)據(jù)為25℃、1.01×l05Pa測定）：

Ⅰ：CH3OCH3(g)+H2O(1)2CH3OH(1)△H>0

Ⅱ：CH3OH(1)+H2O(1)CO2(g)+3H2(g)△H>0

Ⅲ：CO(g)+H2O(1)CO2(g)+H2(g)△H<0

Ⅳ：CH3OH(l)CO(g)-2H2(g)△H>0

工業(yè)生產(chǎn)中測得不同溫度下各組分體積分數(shù)及二甲醚轉化率的關系如下圖所示，

你認為反應控制的最佳溫度應為__________。

A． 300350℃ B． 35040℃ C． 400450℃ D． 450500℃

Answer 1

【答案】 NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g) △H=-234kJ/mol AC 50% 3∶2 Si+4H+-4e-=SiH4 < Qc==4>1，此時反應向逆向進行，所以 v正逆 C

【解析】（1）COS與CO2是等電子體，結構相似，電子式為；1molCO和lmolNO2反應生成兩種氣態(tài)氧化物，CO2和NO，14克CO參加反應時轉移電子數(shù)為NA。 NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g) △H=（134-368）kJ/mol=-234kJ/mol；（3）A．升高溫度，向逆向進行，該反應的反應熱△H<0，故A正確；B．Ni是固體，增加Ni的量不能提高CO的轉化率，故B錯誤；C．反應達到平衡后，充入CO再次達到平衡時，CO的轉化率降低，CO的濃度增大，故C正確；D．當v正[Ni(CO)4]=1/4v逆(CO)時或容器中混合氣體密度不變時，都可說明反應已達化學平衝狀態(tài)，故D錯誤；故選AC。（4）①生的CH3OH為0.05molL-1min-1×10min×2L=1mol，反應的CO為1mol，CO和H2的轉化率相，1mol/2mol×100%=50%，H2的轉化率為50%；a=4mol，平衡時各物質的量為1molCO、2molH2，1molCH3OH，反應未開始時的容器內氣體壓強P1與反應達平衡時壓強P2的比值為（2+4）/(1+2+1)=3:2；②以甲醇燃料電池為電源，熔融鹽電解法制取硅烷，陽極硅失電子發(fā)生氧化反應，電極反應式為 Si+4H+-4e-=SiH4 ；（5）甲醇可制備二甲醚：2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+ H2O(g)，K =1 （300℃測定）。①在300℃時，測得n(CH3OCH3)=2n(CH3OH)，此時反應的v正逆，理由是Qc==4>1，此時反應向逆向進行，所以 v正逆；② 400450℃二甲醚的轉化率較高，再升高溫度，增大成本，轉化率提高有限，溫度太低，反應速率太慢。