題目列表(包括答案和解析)
(8分) 二甲醚(CH3OCH3)簡稱CME,是一種理想的煤基清潔燃料,可由生物甲烷或天然氣合成。合成二甲醚主要步驟為造氣和合成。過程如下:
(1)生物甲烷是由植物在一定條件下發(fā)酵(代謝產(chǎn)物為相等物質(zhì)的量的CH4和CO2 )而制得,植物纖維素發(fā)酵制得甲烷的化學(xué)方程式為 。
(2)若162 kg纖維素含量為10%的農(nóng)作物桔桿,在微生物作用下完全轉(zhuǎn)化為CH4和CO2,通入適量的水蒸氣合成二甲醚,理論上最多可得到 kg的二甲醚。
(3)若天然氣中只含CH4,空氣中只含N2和O2,且體積比為4∶1。某企業(yè)用標(biāo)準(zhǔn)狀況下22.4 m3天然氣及水蒸氣、空氣為原料生產(chǎn)二甲醚,同時(shí)利用N2與H2合成氨。在合成二甲醚的同時(shí),理論上還可得到多少千克的NH3?(假設(shè)天然氣完全反應(yīng)后的N2全部轉(zhuǎn)化為NH3,且生產(chǎn)過程中轉(zhuǎn)化率均為100%;合成塔中水與CO不反應(yīng))
(11分)以CO2為碳源制取低碳有機(jī)物成為國際研究焦點(diǎn),下面為CO2加氫制取低碳醇的熱力學(xué)數(shù)據(jù):
反應(yīng)I: CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H = —49.0 kJ·mol-1
反應(yīng)II:2CO2(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+3H2O(g) △H =" —173.6" kJ·mol-1
(1)寫出由CH3CH2OH+_____2CH3OH的熱化學(xué)方程式為:__________________。
(2)在一定條件下,對于反應(yīng)I:在體積恒定的密閉容器中,達(dá)到平衡的標(biāo)志是__ (填字母)
a.CO2和CH3OH 濃度相等 b.H2O的百分含量保持不變
c.H2的平均反應(yīng)速率為0 d.v正(CO2)=3v逆(H2)
e.混合氣體的密度不再發(fā)生改變
f. 混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再發(fā)生改變
如果平衡常數(shù)K值變大,該反應(yīng) (填字母)
a.一定向正反應(yīng)方向移動(dòng) b.在平衡移動(dòng)時(shí)正反應(yīng)速率先增大后減小
c.一定向逆反應(yīng)方向移動(dòng) d.在平衡移動(dòng)時(shí)逆反應(yīng)速率先減小后增大
其他條件恒定,如果想提高CO2的反應(yīng)速率,可以采取的反應(yīng)條件是 (填字母) ,
達(dá)到平衡后,想提高H2轉(zhuǎn)化率的是_______________(填字母)
a、降低溫度 b、補(bǔ)充H2 c、移去甲醇 d、加入催化劑
(3)在密閉容器中,對于反應(yīng)II中,研究員以生產(chǎn)乙醇為研究對象,在5MPa、m= n(H2)/n(CO2)=3時(shí),測得不同溫度下平衡體系中各種物質(zhì)的體積分?jǐn)?shù)(y%)如圖所示,則表示CH3CH2OH體積分?jǐn)?shù)曲線的是 ;表示CO2的體積分?jǐn)?shù)曲線的是 。
(4)當(dāng)質(zhì)量一定時(shí),增大固體催化劑的表面積可提高化學(xué)反應(yīng)速率。上圖是反應(yīng):2NO(g) + 2CO(g)2CO2(g)+ N2(g) 中NO的濃度隨溫度(T)、催化劑表面積(S)和時(shí)間(t)的變化曲線,若催化劑的表面積S1>S2 ,在上圖中畫出NO的濃度在T1、S2 條件下達(dá)到平衡過程中的變化曲線,并注明條件。
(11分)以CO2為碳源制取低碳有機(jī)物成為國際研究焦點(diǎn),下面為CO2加氫制取低碳醇的熱力學(xué)數(shù)據(jù):
反應(yīng)I: CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H = —49.0 kJ·mol-1
反應(yīng)II:2CO2(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+3H2O(g) △H = —173.6 kJ·mol-1
(1)寫出由CH3CH2OH +_____ 2CH3OH的熱化學(xué)方程式為:__________________。
(2)在一定條件下,對于反應(yīng)I:在體積恒定的密閉容器中,達(dá)到平衡的標(biāo)志是__ (填字母)
a.CO2和CH3OH 濃度相等 b.H2O的百分含量保持不變
c.H2的平均反應(yīng)速率為0 d.v正(CO2)=3v逆(H2)
e.混合氣體的密度不再發(fā)生改變
f. 混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再發(fā)生改變
如果平衡常數(shù)K值變大,該反應(yīng) (填字母)
a.一定向正反應(yīng)方向移動(dòng) b.在平衡移動(dòng)時(shí)正反應(yīng)速率先增大后減小
c.一定向逆反應(yīng)方向移動(dòng) d.在平衡移動(dòng)時(shí)逆反應(yīng)速率先減小后增大
其他條件恒定,如果想提高CO2的反應(yīng)速率,可以采取的反應(yīng)條件是 (填字母) ,
達(dá)到平衡后,想提高H2轉(zhuǎn)化率的是_______________(填字母)
a、降低溫度 b、補(bǔ)充H2 c、移去甲醇 d、加入催化劑
(3)在密閉容器中,對于反應(yīng)II中,研究員以生產(chǎn)乙醇為研究對象,在5MPa、m= n(H2)/n(CO2)=3時(shí),測得不同溫度下平衡體系中各種物質(zhì)的體積分?jǐn)?shù)(y%)如圖所示,則表示CH3CH2OH體積分?jǐn)?shù)曲線的是 ;表示CO2的體積分?jǐn)?shù)曲線的是 。
(4)當(dāng)質(zhì)量一定時(shí),增大固體催化劑的表面積可提高化學(xué)反應(yīng)速率。上圖是反應(yīng):2NO(g) + 2CO(g) 2CO2(g)+ N2(g) 中NO的濃度隨溫度(T)、催化劑表面積(S)和時(shí)間(t)的變化曲線, 若催化劑的表面積S1>S2 ,在上圖中畫出NO的濃度在T1、S2 條件下達(dá)到平衡過程中的變化曲線,并注明條件。
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