Question

【題目】煤的氣化技術(shù)發(fā)展較早，近幾年來煤的氣化技術(shù)更多的傾向于用水煤漿與粉煤為原料的加壓氣化技術(shù)。煤的氣化的流程示意圖如下：

（1）煤的氣化過程中，存在如下反應(yīng)：

① C（s）+O2(g) CO2(g) △H1=－394.1kJ/mol

②2CO(g)+O2(g)2CO2(g) △H2=－566.0kJ/mol

③2H2(g)+O2(g)2H2O(g) △H3=－483.6kJ/mol

寫出利用水煤漿生產(chǎn)水煤氣的熱化學(xué)方程式___________________。

（2）一定條件下，由H2和CO可直接制備二甲醚（CH3OCH3）（產(chǎn)物中還有水蒸氣），結(jié)果如圖所示：

①合成二甲醚的化學(xué)方程式為___________________________

②其中CO的轉(zhuǎn)化率隨溫度的升高而降低的原因_________________。

③有利于該反應(yīng)充分進(jìn)行的條件是______________ (填字母)

a.高溫低壓 b.低溫高壓 c.高溫高壓 d.低溫低壓

④在實際生產(chǎn)中選擇了適宜溫度和壓強(qiáng)，原因是考慮了________因素

（3）圖中，甲裝置為CH3OCH3堿性燃燒電池，其電極均為Pt電極。裝置乙中，C、D電極為Pb電極，其表面均覆蓋著PbSO4，其電解液為稀H2SO4溶液。

① 寫出甲裝置中B極的電極反應(yīng)____________________________

② 寫出乙裝置中D極的電極反應(yīng)式___________________________

③ 當(dāng)有46克二甲醚參加反應(yīng)時，電路中通過的電子的物質(zhì)的量為____mol

Answer 1

【答案】 C（s）+H2O(g)CO(g)+H2(g) △H=+130.7kJ/mol 4H2+2COCH3OCH3+H2O 反應(yīng)放熱，升溫平衡逆移，CO轉(zhuǎn)化率降低 b 速率、成本、設(shè)備、催化劑活性等 O2+2H2O+4e-=4OH- PbSO4+2e-=Pb+SO42- 12

【解析】（1）根據(jù)① C（s）+O2(g) CO2(g) △H1=－394.1kJ/mol

②2CO(g)+O2(g)2CO2(g) △H2=－566.0kJ/mol

③2H2(g)+O2(g)2H2O(g) △H3=－483.6kJ/mol

水煤氣的熱化學(xué)方程式C（s）+H2O(g)CO(g)+H2(g) △H=+130.7kJ/mol。

（2）①由H2和CO可直接制備二甲醚（CH3OCH3）的化學(xué)方程式為：4H2+2COCH3OCH3+H2O。

②該反應(yīng)是一個放熱反應(yīng)，根據(jù)化學(xué)平衡移動原理可知，升高溫度，平衡向逆反應(yīng)反向移動，所以CO的轉(zhuǎn)化率將會降低。

③由圖像知隨溫度的升高，CO的轉(zhuǎn)化率降低，說明此反應(yīng)為放熱反應(yīng)，根據(jù)反應(yīng)方程式知此反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，因此選擇低溫高壓，有利于該反應(yīng)充分進(jìn)行。答案：b。

④在實際生產(chǎn)中選擇了溫度過低，化學(xué)反應(yīng)太慢，同時催化劑活性也受影響；壓強(qiáng)太高，設(shè)備要求就很高。綜合各種因素所以要考慮：速率、成本、設(shè)備、催化劑活性等。

(3) ①甲醇燃料堿性電池中,加入燃料的電極是負(fù)極,即A為負(fù)極,B為正極通入氧氣得電子,因此B極的電極反應(yīng)為O2+2H2O+4e-=4OH-;
②乙裝置為電解池,電解時D極與原電池的負(fù)極相連，做陰極得電子，其電極反應(yīng)式為：PbSO4+2e-=Pb+SO42-
③ 由 CH3OCH3+16OH--12e-==2CO32-+11H2O

46 g 12mol

46g Xmol

X=12mol