.*醇（CH3OH）的合成與應用具有廣闊的發展前景。Ⅰ．合成*醇的部分工藝流程如下：（1）**與水蒸氣反應制備...

問題詳情：

.*醇（CH3OH）的合成與應用具有廣闊的發展前景。

Ⅰ．合成*醇的部分工藝流程如下：

（1）**與水蒸氣反應制備合成*醇的原料氣CO、CO2和H2。CH4(g)＋H2O(g)＝CO(g)＋3H2(g) 、∆H ＝＋206.2 kJ·mol－1，CO(g) + H2O(g) ＝CO2(g) + H2(g)∆H ＝˗41.0 kJ·mol－1，**與水蒸氣反應生成CO2和H2的熱化學方程式為________。

（2）在催化劑的作用下，200~300℃時，合成反應器內發生反應：ⅰ. CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)∆H＜0，ⅱ2(g)＋3H2(g)CH3OH(g) + H2O(g)∆H＜0。

①一段時間內，記錄合成反應器出、入口樣品的温度，數據如圖所示。曲線_________是合成反應器出口樣品的温度。

②如果你是工程師，請對合成反應器中壓強的控制提出建議並説明理由：_______。合成反應器中有少量的副反應，會生成二*醚（CH3OCH3）、***酯等。已知沸點：*醇 64.7℃；二*醚 -24.9℃；***酯32.0℃。

③CO和H2生成二*醚的化學方程式是_________。

④從合成反應器出來的產品經分離提純可以得到*醇，請簡述該方法_______。

Ⅱ．下圖為*醇燃料電池的示意圖。

（3）①負極的電極反應式是_______。

②質子交換膜材料的合成是燃料電池的核心技術。我國科研人員研發的一種質子交換膜材料的結構片段如下，它由三種單體縮聚而成。

已知：ROH + R’Cl → R—O—R’ + HCl，單體的結構簡式是：  、 _____、___。

【回答】

   (1). CH4(g) + 2H2O(g) ＝CO2(g) + 4H2(g)  DH ＝ +165.2kJ·mol－1    (2). a    (3). 適當加壓。加壓能使該反應速率增大、原料轉化率升高，也會增加設備和動力成本    (4). 2CO＋4H2   CH3OCH3+ H2O    (5). 降温冷凝得到液態*醇粗品再蒸餾提純    (6). CH3OH－6e－＋H2O = CO2＋6H+    (7).     (8). 或

【解析】

【分析】

I、（1）應用蓋斯定律寫出熱化學方程式；

（2）①兩個反應都是放熱反應，合成反應器出口樣品的温度更高一些；

②兩個反應都是氣體體積減小的反應，從平衡的角度來看，高壓更合適，但是壓強高，意味着設備要好，這就需要加大成本的投入，因此需要適當加壓；

③題中告知反應物和生成物，寫完整方程式即可；

④題中給出了幾個物質的沸點，*醇的沸點較高，且和其他物質的沸點相差較大，可以通過降温冷凝的方法得到*醇；

II、（3）①燃料電池的構造中有質子交換膜，則説明反應中產生H+，故負極電極反應為：CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+；

②結合題中給出的方程式分析即可。

【詳解】I、（1）根據蓋斯定律，將兩個熱化學方程式加起來得：CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g) ∆H=+165.2kJ·mol-1；

（2）①兩個反應都是放熱反應，合成反應器出口樣品的温度更高一些，故選a；

②兩個反應都是氣體體積減小的反應，從平衡的角度來看，增大壓力，能使該反應速率增大、原料轉化率升高，但是壓強高，意味着設備要好，這就需要加大成本的投入，因此需要適當加壓；

③CO和H2生成二*醚的化學方程式為：2CO+4H2CH3OCH3+H2O；

④題中給出了幾個物質的沸點，*醇的沸點較高，且和其他物質的沸點相差較大，可以通過降温冷凝的方法得到*醇粗品，再經過蒸餾提純；

II、（3）①燃料電池的構造中有質子交換膜，則説明反應中產生H+，故負極電極反應為：CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+；

②結合題中給出的化學方程式，可以推出另外兩種單體分別為：、或。

知識點：有機物的合成與推斷

題型：推斷題