Question

【題目】煤的氣化技術發展較早，近幾年來煤的氣化技術更多的傾向于用水煤漿與粉煤為原料的加壓氣化技術。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：

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水煤氣的熱化學方程式___________________。

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

①合成二甲醚的化學方程式為___________________________

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

③有利于該反應充分進行的條件是______________ (填字母)

a.高溫低壓 b.低溫高壓 c.高溫高壓 d.低溫低壓

④在實際生產中選擇了適宜溫度和壓強，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____________________________

② 寫出乙裝置中D極的電極反應式___________________________

③ 當有46克二甲醚參加反應時，電路中通過的電子的物質的量為____mol

Answer 1

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

【解析】（1）根據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）的化學方程式為：4H2+2COCH3OCH3+H2O。

②該反應是一個放熱反應，根據化學平衡移動原理可知，升高溫度，平衡向逆反應反向移動，所以CO的轉化率將會降低。

③由圖像知隨溫度的升高，CO的轉化率降低，說明此反應為放熱反應，根據反應方程式知此反應是氣體體積減小的反應，因此選擇低溫高壓，有利于該反應充分進行。答案：b。

④在實際生產中選擇了溫度過低，化學反應太慢，同時催化劑活性也受影響；壓強太高，設備要求就很高。綜合各種因素所以要考慮：速率、成本、設備、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極,即A為負極,B為正極通入氧氣得電子,因此B極的電極反應為O2+2H2O+4e-=4OH-;
②乙裝置為電解池,電解時D極與原電池的負極相連，做陰極得電子，其電極反應式為：PbSO4+2e-=Pb+SO42-
③ 由 CH3OCH3+16OH--12e-==2CO32-+11H2O

46 g 12mol

46g Xmol

X=12mol