题目
数十年来,化学工作者对碳的氧化物做了广泛深入的研究并取得了一些重要成果。在高温高压下CO具有极高的化学活性,能与多种单质或化合物反应。 (1)工业上常采用水蒸气喷到灼热的炭层上实现煤的气化(制得CO、H 2),该反应的化学方程式是 。 (2)上述煤气化过程中需向炭层交替喷入空气和水蒸气,喷入空气的目的是 ;反应生成的气体在加热、催化剂作用条件下可合成液体燃料甲醇,该反应的化学方程式为 。 (3)一定条件下,CO与H 2可合成甲烷,反应方程式为:CO(g)+3H 2(g) CH 4(g)+H 2O (g)该条件下,该反应能够自发进行的原因是 。 (4)CO—空气燃料电池中使用的电解质是搀杂了Y 2O 3的ZrO 2晶体,它在高温下能传导O 2 -。该电池正极的电极反应式为 。 (5)工业上可通过甲醇羰基化法制取甲酸甲酯,反应方程式为: CH 3OH(g)+CO(g) HCOOCH 3(g) ΔH =-29.1 kJ·mol -1 科研人员对该反应进行了研究,部分研究结果如下: ①根据反应体系的压强对甲醇转化率的影响并综合考虑生产成本因素,工业制取甲酸甲酯应选择的压强为 。 a.3.5×10 6Pa b.4.0×10 6Pa c.5.0×10 6Pa ②实际工业生产中采用的温度是 ,其理由是 。
数十年来,化学工作者对碳的氧化物做了广泛深入的研究并取得了一些重要成果。在高温高压下CO具有极高的化学活性,能与多种单质或化合物反应。
(1)工业上常采用水蒸气喷到灼热的炭层上实现煤的气化(制得CO、H 2),该反应的化学方程式是 。
(2)上述煤气化过程中需向炭层交替喷入空气和水蒸气,喷入空气的目的是 ;反应生成的气体在加热、催化剂作用条件下可合成液体燃料甲醇,该反应的化学方程式为 。
(3)一定条件下,CO与H 2可合成甲烷,反应方程式为:CO(g)+3H 2(g)
CH
4(g)+H
2O (g)该条件下,该反应能够自发进行的原因是
。
(4)CO—空气燃料电池中使用的电解质是搀杂了Y 2O 3的ZrO 2晶体,它在高温下能传导O 2 -。该电池正极的电极反应式为 。
(5)工业上可通过甲醇羰基化法制取甲酸甲酯,反应方程式为:
CH 3OH(g)+CO(g)
HCOOCH
3(g) ΔH =-29.1 kJ·mol
-1
科研人员对该反应进行了研究,部分研究结果如下:
①根据反应体系的压强对甲醇转化率的影响并综合考虑生产成本因素,工业制取甲酸甲酯应选择的压强为 。
a.3.5×10 6Pa b.4.0×10 6Pa c.5.0×10 6Pa
②实际工业生产中采用的温度是 ,其理由是 。
(1)工业上常采用水蒸气喷到灼热的炭层上实现煤的气化(制得CO、H 2),该反应的化学方程式是 。
(2)上述煤气化过程中需向炭层交替喷入空气和水蒸气,喷入空气的目的是 ;反应生成的气体在加热、催化剂作用条件下可合成液体燃料甲醇,该反应的化学方程式为 。
(3)一定条件下,CO与H 2可合成甲烷,反应方程式为:CO(g)+3H 2(g)
CH
4(g)+H
2O (g)该条件下,该反应能够自发进行的原因是
。
(4)CO—空气燃料电池中使用的电解质是搀杂了Y 2O 3的ZrO 2晶体,它在高温下能传导O 2 -。该电池正极的电极反应式为 。
(5)工业上可通过甲醇羰基化法制取甲酸甲酯,反应方程式为:
CH 3OH(g)+CO(g)
HCOOCH
3(g) ΔH =-29.1 kJ·mol
-1
科研人员对该反应进行了研究,部分研究结果如下:
①根据反应体系的压强对甲醇转化率的影响并综合考虑生产成本因素,工业制取甲酸甲酯应选择的压强为 。
a.3.5×10 6Pa b.4.0×10 6Pa c.5.0×10 6Pa
②实际工业生产中采用的温度是 ,其理由是 。
题目解答
答案
(1)C+H2O
CO+H2
(2)让部分炭燃烧,提供炭与水蒸气反应所需要的热量 CO + 2H2
CH3OH
(3) ΔH<0
(4)O2 + 4e-=2O2-
(5)①b
②80℃;温度低于80℃,反应速率较小;温度高于80℃,升温对反应速率影响较小,且该反应放热,升高温度平衡逆向移动,转化率降低。
CO+H2(2)让部分炭燃烧,提供炭与水蒸气反应所需要的热量 CO + 2H2
CH3OH(3) ΔH<0
(4)O2 + 4e-=2O2-
(5)①b
②80℃;温度低于80℃,反应速率较小;温度高于80℃,升温对反应速率影响较小,且该反应放热,升高温度平衡逆向移动,转化率降低。
解析
步骤 1:煤的气化反应
煤的气化反应是将固体煤转化为气体燃料的过程,其中水蒸气与碳反应生成一氧化碳和氢气。
步骤 2:喷入空气的目的
在煤气化过程中,交替喷入空气和水蒸气,空气中的氧气与碳反应生成二氧化碳,提供反应所需的热量。
步骤 3:合成甲醇的反应
一氧化碳和氢气在加热和催化剂作用下合成甲醇。
步骤 4:合成甲烷的反应
一氧化碳和氢气在一定条件下合成甲烷,该反应的自发性取决于焓变。
步骤 5:CO-空气燃料电池的正极反应
在高温下,电解质传导氧离子,氧气在正极被还原。
步骤 6:甲醇羰基化法制取甲酸甲酯
甲醇和一氧化碳在催化剂作用下生成甲酸甲酯,该反应是放热反应。
步骤 7:压强对甲醇转化率的影响
根据图1,压强对甲醇转化率的影响,选择合适的压强。
步骤 8:温度对反应速率的影响
根据图2,温度对反应速率的影响,选择合适的温度。
煤的气化反应是将固体煤转化为气体燃料的过程,其中水蒸气与碳反应生成一氧化碳和氢气。
步骤 2:喷入空气的目的
在煤气化过程中,交替喷入空气和水蒸气,空气中的氧气与碳反应生成二氧化碳,提供反应所需的热量。
步骤 3:合成甲醇的反应
一氧化碳和氢气在加热和催化剂作用下合成甲醇。
步骤 4:合成甲烷的反应
一氧化碳和氢气在一定条件下合成甲烷,该反应的自发性取决于焓变。
步骤 5:CO-空气燃料电池的正极反应
在高温下,电解质传导氧离子,氧气在正极被还原。
步骤 6:甲醇羰基化法制取甲酸甲酯
甲醇和一氧化碳在催化剂作用下生成甲酸甲酯,该反应是放热反应。
步骤 7:压强对甲醇转化率的影响
根据图1,压强对甲醇转化率的影响,选择合适的压强。
步骤 8:温度对反应速率的影响
根据图2,温度对反应速率的影响,选择合适的温度。