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> 2013—2017高考真题（化学反应原理）专题训练（Word版 含答案）?2017/9/15
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单元、专题训练 |
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命题范围：
选修4
1.（2013全国1） (15分)二甲醚(CH3OCH3)是无色气体，可作为一种新型能源。由合成气(组成为H2、CO和少量的CO2)直接制备二甲醚，其中的主要过程包括以下四个反应：
甲醇合成反应：
(ⅰ)CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g) H1＝－90.1 kJ•mol－1
(ⅱ)CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g) H2＝－49.0 kJ•mol－1
水煤气变换反应：
(ⅲ)CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g) H3＝－41.1 kJ•mol－1
二甲醚合成反应：
(ⅳ)2CH3OH(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g) H4＝－24.5 kJ•mol－1
回答下列问题：
(1)Al2O3是合成气直接制备二甲醚反应催化剂的主要成分之一。工业上从铝土矿制备较高纯度Al2O3的主要工艺流程是____________________________________________(以化学方程式表示)。
(2)分析二甲醚合成反应(ⅳ)对于CO转化率的影响_______________________________。
(3)由H2和CO直接制备二甲醚(另一产物为水蒸气)的热化学方程式为______________________________。根据化学反应原理，分析增加压强对直接制备二甲醚反应的影响________________________________。
(4)有研究者在催化剂(含Cu－Zn－Al－O和Al2O3)、压强为5.0 MPa的条件下，由H2和CO直接制备二甲醚，结果如图所示。其中CO转化率随温度升高而降低的原因是______________________。
(5)二甲醚直接燃料电池具有启动快、效率高等优点，其能量密度高于甲醇直接燃料电池(5.93 kW•h•kg－1)。若电解质为酸性，二甲醚直接燃料电池的负极反应为________________________，一个二甲醚分子经过电化学氧化，可以产生______个电子的电量；该电池的理论输出电压为1.20 V，能量密度E＝______________________(列式计算。能量密度＝电池输出电能/燃料质量，1 kW•h＝3.6×106 J)。
2. （2013•全国理综Ⅱ）（14分）在1.0 L密闭容器中放入0.10 mol A(g)，在一定温度进行如下反应应：A(g) B(g)+C(g) △H = + 85.1kJ•mol－1
反应时间（t）与容器内气体总压强（p）的数据见下表：
时间t/h 0 1 2 4 8 16 20 25 30
总压强p/100kPa 4.91 5.58 6.32 7.31 8.54 9.50 9.52 9.53 9.53
回答下列问题：
（1）欲提高A的平衡转化率，应采取的措施为 。
（2）由总压强P和起始压强P0计算反应物A的转化率α(A)的表达式为 。
平衡时A的转化率为 ，列式并计算反应的平衡常数K 。
（3）①由总压强p和起始压强p0表示反应体系的总物质的量n(总)和反应物A的物质的量n(A)，n(总)= mol ，n(A)= mol。
②下表为反应物A浓度与反应时间的数据，计算a= 。
反应时间t/h 0 4 8 16
c(A)/(mol•L-1) 0.10 a 0.026 0.0065
分析该反应中反应物的浓度c(A)变化与时间间隔（△t）的规律，得出的结论是 ，由此规律推出反应在12h时反应物的浓度c(A)为 mol•L－1
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