Question

生物質資源是一種污染小的可再生能源．生物質的主要轉化途徑及主要產物如圖1．

（1）下列有關說法不正確的是

 

．
a．生物質能，本質上能量來源于太陽能
b．由纖維素水解獲得的乙醇屬生物質能
c．生物質裂解獲得的汽油、柴油等屬于純凈物
d．由植物秸稈等發酵獲得的沼氣，主要成分是甲烷
（2）由生物質能獲得的CO和H₂，當兩者1：1催化反應，其原子利用率達100%，合成的物質可能是

 

．
a．汽油      b．甲醇     c．甲醛     d．乙酸
（3）已知在生物質氣化爐中可發生：
C（s）+CO₂（g）═2CO（g）；△H=172kJ/mol
CH₄（g）+H₂O（g）═CO（g）+3H₂（g）；△H=206kJ/mol
CH₄（g）+2H₂O（g）═CO₂（g）+4H₂（g）；△H=165kJ/mol
則C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）；△H=

 

kJ/mol．
（4）二甲醚（CH₃OCH₃）是一種重要的清潔燃料，可以通過CH₃OH分子間脫水制得：
2CH₃OH（g）?CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）△H=-23.5J?mol^-1．在t₁℃，恒容密閉容器中建立上述平衡，體系中各組分濃度隨時間變化如圖2所示．
①該條件下反應平衡常數表達式K=

 

．在t₁℃時，反應的平衡常數為

 

；
②相同條件下，若改變起始濃度，某時刻各組分濃度依次為c（CH₃OH）=0.4mol?L^-1，c（H₂O）=0.6mol?L^-1、c（CH₃OCH₃）=1.2mol?L^-1，此時正、逆反應速率的大小：v（正）

 

v（逆）（填“＞”、“＜”或“=”）．

Answer 1

考點：常見的能量轉化形式,用蓋斯定律進行有關反應熱的計算,化學平衡建立的過程,物質的量或濃度隨時間的變化曲線

專題：基本概念與基本理論

分析：（1）a．生物質能來源于太陽能；
b．乙醇來源于纖維素；
c．混合物是指由多種物質組成的物質；
d．沼氣的主要成分是甲烷．
（2）根據質量守恒定律和化合反應的定義和特點判斷，主要是利用反應前后原子的種類不變，其數目必保持不變分析判斷；
（3）利用蓋斯定律計算；
（4）化學平衡常數等于生成物的濃度系數次冪之積除以反應物的濃度系數次冪之積；根據平衡常數的含義結合表中數據計算；
（5）根據Q=

c(CH3OCH3)?c(H2O)

c2(CH3OH)

與K的關系判斷反應進行的方向，然后判斷正、逆反應速率的大小關系；

解答： 解：（1）a．生物質本質上能來源于太陽能，故A正確；
b．乙醇來源于纖維素，屬于生物質能，故B正確；
c．汽油、柴油等屬于混合物，故C錯誤；
d．沼氣的主要成分是甲烷，故D正確．
故選C．
（2）“綠色化學”能實現零排放，即反應物中的原子利用率達到100%，也就是說反應類型一般是化合反應，且反應后產物中的各原子數目比不變，CO和H₂在一定條件下按照不同的比例反應，可假定反應時的化學計量數之比為1：1，則只要各選項中的化學式能化為形式（CO）_n（H₂）_n，都是正確的，汽油是混合物，甲醇（CH₄O）可變為（CO）₁（H₂）₂，甲醛（CH₂O）可變為（CO）₁（H₂）₁，乙酸（C₂H₄O₂）可變為（CO）₂（H₂）₂；
故答案為：cd；
（3）①C（s）+CO₂（g）=2CO（g）△H=172kJ/mol
②CH₄（g）+H₂O（g）=CO（g）+3H₂（g）△H=206kJ/mol
③CH₄（g）+2H₂O（g）=CO₂（g）+4H₂（g）△H=165kJ/mol
可用蓋斯定律將①+③-②可得：C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）△H=172kJ/mol+165kJ/mol-206kJ/mol=+131kJ/mol；
故答案為：+131；
（4）化學平衡常數等于生成物的濃度系數次冪之積除以反應物的濃度系數次冪之積，所以K=

c(CH3OCH3)c(H2O)

C 2(CH3OH)

，在t₁℃時，反應的平衡常數為K=

c(CH3OCH3)c(H2O)

C 2(CH3OH)

=

0.8×1

0．42

=5；
故答案為：

c(CH3OCH3)c(H2O)

C 2(CH3OH)

；5；
（5）相同條件下，若改變起始濃度，某時刻濃度熵Q=

c(CH3OCH3)c(H2O)

C 2(CH3OH)

=

1.2×0.6

0．42

=4.5＜K，則反應未達到平衡狀態，所以反應正向進行，則v_正＞v_逆；
故答案為：＞；

點評：本題考查了生物質的主要轉化途徑、反應熱的計算、平衡常數的計算，題目側重于考查學生對所學知識的應用能力，難度中等．