衢州高级中学 朱析杭甲醇汽车—化学反应原理复习 引领未来的甲醇汽车问题1、氢气相比甲醇燃料的优势？问题 2、为什么制成氢燃料电池与而不直接
烧氢？热值高、清洁能源 燃料电池的能量转换效率远高于普通燃料燃烧的能量转换效率，应用燃料电池建立的发电站，具有能量转化
率高、排放的废弃物少、运行噪音小等优点。因此，燃料电池具有广阔的发展前景。 氢氧燃料电池是一种常见化学电源，其反应原理：2H
2+O2 = 2H2O，其工作示意图如右图。下列说法不正确的是（ ）A．多孔金属a是负极B．O2在b电极上发生还原反应
C．a电极上的电极反应式：H2－2eˉ==2H+D．放电前后电解质溶液的pH 发生改变C问题 3、如果以氢氧燃料电池为素材出一道考
题，你会出哪些知识点？ 问题4、 甲醇催化重整制氢CH3OH(g) ＋H2O(g) CO2(g)＋3H
2(g) 已知：CH3OH(g)＋1.5O2(g) ═ CO2(g) + 2H2O(g) ΔH＝-677kJ?mol-
12 H2(g) + O2(g) ═2 H2O(g) ΔH = -484 kJ?mol-1 △H=49kJ?mol-
1 该反应什么条件下可以自发反应？△H>0、△S>0 较高温度下自发反应 甲醇部分氧化制氢： CH3O
H(g) ＋1/2 O2(g) CO2(g)＋2H2(g) △H=-192.3kJ?mol-1原料气
（水煤气）净化变换除CO2合成塔粗甲醇循环气水蒸气H2、COH2、CO 、 CO2（除硫、除尘）H2、CO 、 CO2(少
）C(s)+H2O(g)=CO(g)＋H2(g)浙江巨化集团合成甲醇工艺流程问题1、原料气净化的目的是什么？？防止催化剂中毒高温（
H2、CO）原料气（水煤气）净化变换除CO2合成塔粗甲醇循环气水蒸气H2、COH2、CO 、 CO2（除硫、除尘）H2、CO
、 CO2(少）浙江巨化集团合成甲醇工艺流程问题2、请写出变换过程的化学反应的方程式，并分析变换的目的是什么？（H2、CO）原
料气（水煤气）净化变换除CO2合成塔粗甲醇循环气水蒸气H2、COH2、CO 、 CO2（除硫、除尘）H2、CO 、 CO2
(少）浙江巨化集团合成甲醇工艺流程问题3、原料气配比中H2稍过量的理由是什么？防止CO过量影响催化剂的催化活性；H2过量可以防止或
减少副反应的发生。（H2、CO）原料气（水煤气）净化变换除CO2合成塔粗甲醇循环气水蒸气H2、COH2、CO 、 CO2（除
硫、除尘）H2、CO 、 CO2(少）浙江巨化集团合成甲醇工艺流程问题4、CO2对于合成甲醇的反应是惰性气体，为什么CO2不除净
？生成的H2O比热容高，易于反应温度的控制，防止催化剂局部过热，可延长催化剂的使用寿命。（H2、CO）原料气（水煤气）净化变换除C
O2合成塔粗甲醇循环气水蒸气H2、COH2、CO 、 CO2（除硫、除尘）H2、CO 、 CO2(少）浙江巨化集团合成甲醇
工艺流程问题5、合成塔中选择怎样的反应条件才能提高生产效率？加快反应速率，提高反应限度。（H2、CO） 主反应：CO(g)＋2H2
(g) CH3OH(g) △H<0 1、关于此反应的说法不正确的是（ ） A
. 增大压强，或加过量的氢气均可增大 CO 转化率 B. 化学反应平衡常数越大，说明反应速率越快 C. 在保证
H2 浓度不变的情况下，增大容器的体积，平衡不移动 D. 原料气合成前必须净化防止催化剂中毒等。 E. 尾气中 C
O 的处理可通过加热分解回收固体碳和放出氧气，从而消除污染环境BE原料气（水煤气）净化变换除CO2合成塔粗甲醇循环气水蒸气H2、C
OH2、CO 、 CO2（除硫、除尘）H2、CO 、 CO2(少）浙江巨化集团合成甲醇工艺流程副反应：2CH3OH(g)
CH3OCH3(g) +H2O(g) △H2<0甲醇的产量与co的选择性有关。选择性又与催化剂、温度、浓度
等因素有关。问题6、是不是CO的转化率越高，生成甲醇的产量就越高呢？若不是，请说明理由。（H2、CO） 主反应：CO(g)＋2H2
(g) CH3OH(g) △H1<0副反应：2CH3OH(g) CH
3OCH3(g) +H2O(g) △H2<02、在使用催化剂某温度 TK 时，在 2 升密闭容器中加 2mol CO 与 4m
olH2 达到平衡时测得 CO 转化率为 60%，CH3OCH3 为 0.05mol，求： CO 生成 CH3OH
的选择性为 。 （注：甲醇选择性是指转化的 CO 中生成甲醇的百分比） 91.7%3
、为研究不同的催化剂对 CH3OH 产率的影响，现使用 a. M b. N c. Q 三种纳米颗粒作催化剂， 控制催化剂的用量与表
面积、CO 与H2 的起始浓度等反应条件和反应时间等测试条件相同，测得三种不同催化剂得到的 CH3OH 产率与温度关系如图 1 所
示。在 220℃时，相同条件下，经过相同反应时间测得甲醇的选择性如表 1。下列说法正确的是（ ） A. c 曲线最高点一定
达到化学平衡状态 B. 催化剂 M 在温度高于 500℃催化活性降低 C. CH3OH 产率与选择性不成正比
D. 要提高 CO 转化为CH3OH 的平衡转化率使用催化剂Q 最佳 E. 催化剂可以降低反应的活化能和焓变BC[20
18.11浙江选考30题] 合成氨工艺（流程如图1所示）是人工固氮最重要的途径。2018年是合成氨工业先驱哈伯获得诺
贝尔奖100周年。N2和H2生成NH3的反应为：1/2N2（g）+3/2H2（g） NH3（g） △H(298K
)= - 46.2KJ?mol-1（1）利于提高合成氨平衡产率的条件有 。 A．低温 B.
高温 C.低压 D.高压 E.催化剂在Fe催化剂作用下的反应历程为（表示吸附态） 化学吸附：N2（g）→2N
；H2（g）→2H； 表面反应：N+ H NH；NH+ H NH2；NH2 + HNH3 脱附：
NH3 NH3（g）其中， N2的吸附分解反应活化能高、速率慢，决定了合成氨的整体反应速率。 请回答：平衡产率与反应条件[201
8.11浙江选考30题] （2）标准平衡常数KΘ=，其中pΘ为标准压强（1X105Pa），p NH3、 p N2和p H2为各组分
的平衡分压，如p NH3=x NH3 p，p为平衡总压，x NH3为平衡系统中NH3的物质的量分数。 ①和起始物质的量之比为1
：3，反应在恒定温度和标准压强下进行，NH3的平衡产率为w，则 KΘ=
。（用含w的最简式表示） ②下图中可以示意标准平衡常数KΘ随温度T变化趋势的是 。
平衡常数计算平衡常数与温度的关系[2018.11浙江选考30题] （3）实际生产中，常用工艺条件，Fe作催化剂，控制温度773K，
压强3.0X105Pa，原料中N2和H2物质的量之比为1：2.8。 ①分析说明原料气中N2过量的理由
。 ②关于合成氨工艺的下列理解，正确的是 。 A.合成氨反
应在不同温度下的△H和△S都小于零 B.控制温度（773K）远高于室温，是为了保证尽可能的平衡转化率和快的反应速率
C.当温度、压强一定时，在原料气（N2和H2的比例不变）中添加少量惰性气体，有利于提高平衡转化率 D.基于NH3有
较强的分子间作用力可将其液化，不断将液氨移去，利于反应正向进行 E.分离空气可得N2，通过天然气和水蒸气转化可得H2，原
料气须经过净化处理，以防止催化剂中毒和安全事故发生。原料气配比反应方向温度与速率、平衡原料气配比与平衡转化率浓度与平衡催化剂中毒[
2018.4浙江选考30题]乙酸乙酯一般通过乙酸和乙醇酯化合成： CH3COOH(l)＋C2H5OH(l)
CH3COOC2H5(l)＋H2O(l) ΔH＝－2.7 kJ·molˉ1(1) 关于该反应，下列说法不合理的是_____
_ _。 A．反应体系中硫酸有催化作用 B．因为化学方程式前后物质的化学计量数之和相等，所以反应的ΔS等于零
C．因为反应的ΔH接近于零，所以温度变化对平衡转化率的影响大 D．因为反应前后都是液态物质，所以压强变化对化学平衡的
影响可忽略不计(2) 一定温度下该反应的平衡常数K＝4.0。若按化学方程式中乙酸和乙醇的化学计量数比例投料，则乙酸乙酯的平衡产率y
＝________；若乙酸和乙醇的物质的量之比为n∶1，相应平衡体系中乙酸乙酯的物质的量分数为x，请在图2中绘制x随n变化的示意图
（计算时不计副反应）。催化剂熵变ΔS温度与平衡压强与平衡平衡常数、产率的计算原料配比与平衡[2018.4浙江选考30题](3) 工
业上多采用乙酸过量的方法，将合成塔中乙酸、乙醇和硫酸混合液加热至110℃左右发生酯化反应并回流，直到塔顶温度达到70～71℃，开始
从塔顶出料。控制乙酸过量的作用有__________________________。(4) 近年，科学家研究了乙醇催化合成乙酸乙
酯的新方法：2C2H5OH(g) CH3COOC2H5(g)＋2H2(g)在常压下反应，冷凝收集，测得常温下液体收集物中主要产物的质量分数如图3所示。关于该方法，下列推测合理的是________。A．反应温度不宜超过300℃B．增大体系压强，有利于提高乙醇平衡转化率C．在催化剂作用下，乙醛是反应历程中的中间产物D．提高催化剂的活性和选择性，减少乙醚、乙烯等副产物是工艺的关键原料配比反应温度压强与平衡催化剂催化剂活性、选择性未来二氧化碳制甲醇？既可以解决能源问题，又可缓解温室效应 |
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