甲醇是重要的化工产品与原料_百度文库
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甲醇是重要的化工产品与原料|
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(1) 请写出上述反应的化学平衡常数表达式：K＝__________________。
(2) 图1、图2表示上述反应在t1时达到平衡，在t2时因改变某个条件而发生变化的曲线。
由图1判断，反应进行至t2时，曲线发生变化的原因是____________________(用文字表达)；
由图2判断，t2到t3的曲线变化的原因可能是________(填写序号)。
a．升高温度
b．加了催化剂
d．缩小容器体积


(3) 工业上可用上述反应中的副产物CO2来生产甲醇：CO2(g)＋3H2(g)
CH3OH(g)＋H2O(g) ，
① 已知该反应能自发进行，则下列图像正确的是______________________


②在容积为2L的密闭容器中，由CO2和H2合成甲醇，在其他条件不变得情况下，考查温度对反应的影响，实验结果如图所示（注：T1、T2均大于300℃）；下列说法正确的是______（填序号）
下载完整版《天津市天津一中学年高二上学期期末考试 化学试题（有答案）》Word试卷
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All Rights Reserved 粤ICP备号甲醇是一种可再生能源，具有开发和应用的广阔前景，工业上采用如下反应合成甲醇：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g），现模拟并分析该反应：（1）能够说明该反应已达到平衡的是____：a．恒温、恒容时，容器内的压强不再变化b．恒温、恒容时，容器内混合气体的密度不再变化c．一定条件下，CO、H2和CH3OH的浓度保持不变d．一定条件下，单位时间内消耗2molH2的同时生成1molCH3OH（2）图1是该反应在不同温度下CO转化率随时间的变化曲线：①该反应的△H____0（填“＞”、“＜”或“=”）．②T1和T2温度下的平衡常数：K1____K2（填“＞”、“＜”或“=”）．（3）2009年，长春应用化学研究所在甲醇燃料电池技术上获得新突破，原理如图2所示．①甲醇完全燃烧的化学方程式____2CO2+4H2O．②请写出从C口通入O2发生的电极反应式____．（4）用上述电池做电源，用图3装置电解饱和食盐水（C1、C2均为石墨电极）．①该反应的离子方程式____2OH-+H2↑+Cl2↑．②电解开始后在电极____的周围（填“C1”或“C2”）先出现红色．-乐乐题库
& 化学平衡状态的判断知识点 & “甲醇是一种可再生能源，具有开发和应用的广...”习题详情
156位同学学习过此题，做题成功率59.6%
甲醇是一种可再生能源，具有开发和应用的广阔前景，工业上采用如下反应合成甲醇：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g），现模拟并分析该反应：（1）能够说明该反应已达到平衡的是ac：a．恒温、恒容时，容器内的压强不再变化b．恒温、恒容时，容器内混合气体的密度不再变化c．一定条件下，CO、H2和CH3OH的浓度保持不变d．一定条件下，单位时间内消耗2molH2的同时生成1mol&CH3OH（2）图1是该反应在不同温度下CO转化率随时间的变化曲线：①该反应的△H＜0（填“＞”、“＜”或“=”）．②T1和T2温度下的平衡常数：K1＞K2（填“＞”、“＜”或“=”）．（3）2009年，长春应用化学研究所在甲醇燃料电池技术上获得新突破，原理如图2所示．①甲醇完全燃烧的化学方程式2CH3OH+3O22CO2+4H2O．②请写出从C口通入O2发生的电极反应式O2+4e-+4H+=2H2O．（4）用上述电池做电源，用图3装置电解饱和食盐水（C1、C2均为石墨电极）．①该反应的离子方程式2Cl-+2H2O&2OH-+H2↑+Cl2↑．②电解开始后在电极C2的周围（填“C1”或“C2”）先出现红色．
本题难度：一般
题型：填空题&|&来源：网络
分析与解答
习题“甲醇是一种可再生能源，具有开发和应用的广阔前景，工业上采用如下反应合成甲醇：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g），现模拟并分析该反应：（1）能够说明该反应已达到平衡的是____：a．恒温、恒容时，容器内的...”的分析与解答如下所示：
（1）可逆反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等（同种物质）或正逆反应速率之比等于系数之比（不同物质），平衡时各种物质的物质的量、浓度等不再发生变化，由此衍生的一些物理量不变，以此分析；（2））①先判断温度大小，然后根据温度对化学平衡的影响判断该反应的焓变；②该反应是放热反应，温度越高，平衡常数越小；（3）①甲醇与氧气反应生成二氧化碳和水，甲醇写出反应的化学方程式；②在甲醇燃料电池中，燃料甲醇作负极，发生失电子的氧化反应，氧气作正极，发生得电子的还原反应；（4）①电解饱和食盐水时，反应物为氯化钠和水，生成物为氢氧化钠、氢气和氯气，据此写出反应的离子方程式；②电解过程中，阳极氯离子失去生成氯气，阴极水电离的氢离子得到电子生成氢气，同时产生氢氧根离子．
解：（1）a．由方程式可以看出，反应前后气体的物质的量不相等，只有达到平衡状态，容器压强不发生变化，表明正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故a正确；b．恒温、恒容时，气体的总体积不变，反应前后都是气体，气体的总质量不变，所以气体的密度始终不变，混合气体密度不能作为判断平衡状态的依据，故b错误；c、一定条件下，CO、H2和CH3OH的浓度保持不变，表明正逆反应速率相等，达到了平衡状态，故c正确；d、一定条件下，单位时间内消耗2mol氢气，同时生成1molCH3OH，只能表明正反应速率，不能表示正逆反应速率相等，无法判断是否达到平衡状态，故d错误；故选ac；（2）①根据图可知T2时先达到平衡，所以T2＞T1，温度升高，一氧化碳的转化率减小，说明该反应的正反应为放热反应，△H＜0，故答案为：＜；&②该反应为放热反应，温度越高，化学平衡向着逆向移动，化学平衡常数减小，由于T2＞T1，所以化学平衡常数：K1＞K2，故答案为：＞；（3）①甲醇与氧气点燃生成二氧化碳和水，反应的化学方程式为：2CH3OH+3O2点燃2+4H2O，故答案为：2CH3OH+3O2点燃2+4H2O；②原电池正极得到电子发生还原反应，该原电池中正极氧气得电子发生还原反应，其电极反应式为：O2+4e-+4H+=2H2O，故答案为：O2+4e-+4H+=2H2O；（4）①电解饱和食盐水生成氢氧化钠、氢气和氯气，反应的离子方程式为：2Cl-+2H2O&电解&.-+H2↑+Cl2↑，故答案为：2Cl-+2H2O&电解&.-+H2↑+Cl2↑；&&&&②电解反应中，阴极水电离的氢离子得到电子生成氢气，同时产生了氢氧根离子，所以在阴极C2&（连接电源负极的电极）先变红，故答案为：C2．
本题考查了化学平衡状态判断、原电池与电解池工作原理等知识，题目难度中等，注意掌握原电池、电解池工作原理，能够正确判断电极并写出正确的电极反应，明确化学平衡状态的判断方法，试题有利于培养学生灵活应用所学知识的能力．
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甲醇是一种可再生能源，具有开发和应用的广阔前景，工业上采用如下反应合成甲醇：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g），现模拟并分析该反应：（1）能够说明该反应已达到平衡的是____：a．恒温、恒容时...
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经过分析，习题“甲醇是一种可再生能源，具有开发和应用的广阔前景，工业上采用如下反应合成甲醇：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g），现模拟并分析该反应：（1）能够说明该反应已达到平衡的是____：a．恒温、恒容时，容器内的...”主要考察你对“化学平衡状态的判断”
等考点的理解。
因为篇幅有限，只列出部分考点，详细请访问。
化学平衡状态的判断
与“甲醇是一种可再生能源，具有开发和应用的广阔前景，工业上采用如下反应合成甲醇：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g），现模拟并分析该反应：（1）能够说明该反应已达到平衡的是____：a．恒温、恒容时，容器内的...”相似的题目：
在一定温度下，可逆反应A（g）+3B（g）?2C（g）达到平衡状态的标志是&&&&C生成的速率与A分解的速率相等单位时间生成nmolA，同时生成3nmolBA、B、C的浓度不再变化A、B、C的分子数比为1：3：2
一定条件下密闭容器中发生如下反应：N2（g）+3H2（g）?2NH3（g），能说明该反应达到化学平衡状态的是&&&&N2、H2、NH3的浓度相等N2、H2、NH3的浓度不再变化N2、H2、NH3在密闭容器中共存反应停止，正、逆反应速率都等于零
在一定温度下，向a&L密闭容器中加入1mol&X气体和2mol&Y气体，发生如下反应：X（g）+2Y（g）?2Z（g），此反应达到平衡的标志是&&&&容器内气体密度不随时间变化v（X）：v（Y）=1：2容器内X、Y、Z的浓度不随时间变化单位时间消耗0.1molX同时生成0.2molZ
“甲醇是一种可再生能源，具有开发和应用的广...”的最新评论
该知识点好题
1一定温度下的密闭容器中发生可逆反应2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g），不能说明该反应一定达到平衡状态的是&&&&
2在一定温度下，可逆反应A（气）+3B（气）&&2C（气）达到平衡的标志是&&&&
3研究NO2、SO2、CO等大气污染气体的处理有重要意义．（1）NO2可用水吸收，相应的化学方程式为&&&&．利用反应6NO2+8NH3&催化剂△2+12H2O也可以处理NO2．当转移1.2mol电子时，消耗的NO2在标准状况下是&&&&L．（2）已知：2SO2（g）+O2&（g）?2SO3&（g）△H=-196.6kJomol-12NO（g）+O2&（g）?2NO2&（g）△H=-113.0kJomol-1则反应NO2（g）+SO2&（g）?SO3&（g）+NO（g）的△H=&&&&kJomol-1一定条件下，将与体积比1：2置于密闭容器中发生上述反应，下列能说明反映达到平衡状态的是&&&&．a．体系压强保持不变b．混合气体颜色保持不变c．SO3与NO的体积比保持不变d．每消耗1molSO3的同时生成1molNO2测得上述反应平衡时的NO2与SO2体积比为1：6，则平衡常数K=&&&&．（3）CO可用于合成甲醇，反应方程式为CO（g）+2H2&（g）?CH3OH&（g）．CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示．该反应△H&&&&0（填“＞”或“＜”）．实际生产条件控制在250℃、1.3×104kPa左右，选择此压强的理由是&&&&．
该知识点易错题
1下列说法一定正确的是&&&&
2对可逆反应4NH3（g）+5O2（g）&&4NO（g）+6H2O（g），下列叙述正确的是&&&&
3在一定条件下，对于密闭容器中进行的可逆反应：N2（g）+3H2（g）?2NH3（g），下列说法中，能说明该反应已经达到化学平衡状态的是&&&&
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以煤为原料生产甲醇的工艺流程，采用固定床气化方法制取水煤气作为合成甲醇的原料，可分为单醇技术和合成氨联产甲醇工艺，后者规模均较小，一般不超过10万吨/年；另一种是采用气流床气化（主要是采用水煤浆气化）方法制取水煤气作为合成甲醇的原料，单套装置规模可以达到20万吨年以上，目前正在朝大型化方向发展。以煤为原料生产甲醇的主要工艺流程为：气化、净化、甲醇合成、甲醇精制等& && && && && && && && && && && & 工艺流程 焦炉煤气-----三段压缩------三段油过滤器----焦炉气初预热器----铁钼脱硫----氧化锰脱硫----中温锌脱硫-------焦炉气预热器------预热炉-----转化炉------焦炉气预热器-----焦炉气初预热器------锅炉给水预热器-----第一二水冷器------气液分离器-----常温锌脱硫-----五段压缩------五段油过滤器--------气气换热器-----电加热器------合成塔-------合成废锅------气气换热器-----水冷器------甲醇分离器（气体大部分打循环，少部分放空）-----闪蒸槽-------甲醇中间槽-----预塔精馏----加压塔精馏-----常压塔精馏-----回收塔精馏----精甲醇储罐它填补了我国煤化工核心技术的一项空白，它打破了国外对煤化工关键技术的垄断局面。它就是流化床甲醇制丙烯工业技术。
& & 2009年10月9日，凝聚这一技术成果的工业试验装置开发运行取得**成功;11月27日，11名业内知名专家参加技术鉴定，并对这一成果给予高度评价;目前多家企业明确表示，将采用该技术建设工业装置，其中3家企业已签订技术许可使用合同，开始向行业推广。这就是流化床甲醇制丙烯(FMTP)工业技术所带来的轰动效应。
&&11月27日，中国石油和化学工业协会在北京举行了FMTP工业技术开发成果鉴定会，包括汪燮卿、李洪钟、杨启业等3位院士在内的11位煤化工领域专家对FMTP工业技术进行了权威鉴定。业内专家对FMTP工业技术给予了高度评价，一致认为，FMTP工业试验装置工艺科学、合理，运行安全、可靠，技术创新性强，主要技术指标和总体技术处于国际领先水平。
记者从鉴定会上了解到，在FMTP工业技术试验中通过调整反应器的有关操作条件，装置的甲醇处置量由原设计的3万吨/年提高到近5万吨/年，这有利于工业规模生产装置主要设备尺寸的减小，降低投资成本;甲醇单程转化率可达到100%，丙烯总收率高于原确定的技术标的;反应气中，丙烯的含量大于乙烯，有利于实现本技术开发的目标——甲醇制丙烯，也证明了开发的催化剂是一个适用于FMTP的催化剂;催化剂强度良好，在工业试验过程中没有出现明显破损现象，同时催化性能也没有出现明显降低，证明该催化剂完全可用于大型工业生产装置。
& & FMTP工业技术开发成功意义重大，影响深远。概括起来有三大意义：第一，标志着我国第一个具有自主知识产权的煤制丙烯技术的诞生，实现了丙烯生产原料多样化和“对石油的部分替代”，对于突破我国资源瓶颈、推进国家能源结构调整，具有十分重大的意义。第二，FMTP工业技术是适应我国煤化工产业状况的重要技术之一，它的开发成功对于高效清洁利用煤炭资源，缓解甲醇产能过剩局面，延伸煤化工产业链，促进煤化工产业的持续、健康发展都将起到重要作用。第三，FMTP工业技术的开发成功不仅填补了煤制丙烯技术上的一大空白，而且打破了国外对煤化工重大关键技术的垄断局面，对于我国从煤化工生产大国向煤化工技术强国转变将产生重大影响。继世界首套万吨级甲醇制取低碳烯烃（DMTO）技术成功开发后，由陕西煤业化工集团、中科院大连化物所和中石化洛阳石油化工工程公司联合开发、具有我国自主知识产权的新一代DMTO-Ⅱ工业化技术取得重大突破。5月19日，这项工业化试验技术在陕西省华县通过72小时现场考核。专家组认为，各项数据达到预期指标，技术先进可行，建议尽快工业化推广应用。
　　据技术开发承担单位陕西煤化工技术工程中心有限公司相关负责人介绍，50吨/日DMTO-Ⅱ技术工业化试验采用工业化生产的催化剂，于4月30日开始甲醇进料，5月4日甲醇反应副产物循环转化单元投料，5月12日单程转化率以及乙烯和丙烯选择性达到预期指标。经过数百小时连续稳定运行后，5月16～19日进行了72小时现场考核与标定，结果表明，甲醇转化率接近100%。与DMTO技术相比，乙烯和丙烯选择性、甲醇单耗及催化剂消耗等各项技术指标均有较大幅度改进，标志着新一代技术开发取得了新的突破。
　　中国石油和化学工业联合会委托的专家组通过现场考核，认为各项技术指标先进可靠，是在DMTO技术基础上的进一步创新，也是我国煤制烯烃技术再次取得的重大进展，对发挥煤炭资源优势，发展我国甲醇制烯烃新型煤化工产业具有重大的战略意义。
　　据专家介绍，低碳烯烃是重要的基本有机化工原料，以甲醇为原料生产低碳烯烃的技术，是发展新型煤化工产业的必由之路。不仅能减轻和缓解对石油的需求和依赖，保障国家能源安全，也为我国实施石油替代战略提供了一条切实可行的新技术途径。专家考核认为，新一代DMTO-Ⅱ工业化技术各项数据达到了预期指标，应当加快产业化步伐。
　　据了解，2006年8月，世界首套万吨级甲醇制低碳烯烃（DMTO）工业化技术喜获成功，在北京通过了国家技术成果鉴定。2007年该技术转让神华包头煤化工有限公司正式工业化应用。目前，该项目即将建成，计划年内投料试车。天然气生产甲醇单耗及成本：
单价（元）单位成本（元/吨）
天然气& && & 1050m3& & 1.0 （假定） 1050
电& && && & 80kW/h& & 0.4& && && & 32
蒸 汽 自 给
脱盐水& && & 5.0t& && &3.5& && && & 17.5
冷却水& && & 200t& && &0.2& && && & 40
触媒及化学品 15.0
人 工& && &&&45
折旧及管理费 212.6
合 计& && & 1412.1 煤生产甲醇单耗及成本：
单价（元） 单位成本（元/吨）
原料煤& && && &1.38t& &&&300& && &&&414
冷却水& && && &337.6t& & 0.2& && &&&67.5
电& && && && &256.6kW/h&&0.4& && &&&102.6
蒸 汽& && && & 0.931& &&&50& && && &46.6
触媒及化学药品 46.4
人 工& && && & 230
折旧及管理费& &240.2
合 计& && && & 1147.3 渣油生产甲醇单耗及成本：
单价（元）单位成本（元/吨）
减压渣油& && && && & 0.8& & 1700& && &1360
新鲜水& && && && && &36.4& &1.5& && & 54.6
脱盐水& && && && && &0.48& &2& && &&&0.96
电& && && && && && & 300& & 0.4& && &120
触媒及化学药品& && & 16.6
人 工& && && && && &27
折旧及管理费& && && &208
合 计& && && && && &1787.16 以焦炉气为原料生产甲醇单耗及成本：
单价（元） 单位成本（元/吨）
焦炉气& && && && && & 2150m3& && &0.160& &&&344
冷却水& && && && && & 298.8t& && & 0.2& && &59.76
电& && && && && && &&&941.6kW/h& & 0.4& && &376.6& &
蒸 汽& && && && && &&&0.106t& && & 60& && & 6.36
杂醇油& && && && && & -6.8kg& && & 1& && & -6.8
触媒及化学药品& && &&&46.4
人 工& && && && && & 30.
折旧及管理费& && && &179.9
合 计& && && && && & 1036.22 不同的工艺、不同的地域差别很大，现简要回答如下：
1、以煤制甲醇，
·原料（原料煤、燃料煤）及动力的成本一般占到甲醇总成本的80%以上，其中原料煤约占60%。
·先进气化工艺（水煤浆）目前的甲醇生产成本在1600元/吨左右（煤价480元/吨）。
·以无烟煤的原料生产甲醇（主要是联醇），目前的甲醇生产成本在2000元/吨左右（煤价700元/吨）。
2、以天然气生产甲醇的成本主要取决于天然气的价格（同时也与天然气的成分及采用工艺有关）：
·每立方米天然气在1.0元时甲醇成本在1500元左右。
·每立方米天然气在1.2元时甲醇成本在1800元左右。
·每立方米天然气在1.5元时甲醇成本在2000元左右。
3、以焦炉煤气为原料生产甲醇主要成本来自焦炉气的价格，但好在这些企业均与焦化企业为同一集团，所以核算的焦炉气价格不会太高，在每个立方米0.4元时，甲醇成本也应该在1500元以上了。
啊A我厂焦炉气制甲醇：
主要成本来自焦炉煤气综合消耗：2300m3/t，电耗660kw.h/t；脱盐水，化学药剂消耗，新循环水消耗，维修费用成本，很小加起来不到10元/t，
A甲醇在低温下对酸性气体溶解度极大的优良特性，脱除原料气中的酸性气体。尤其是对CO2、H2S、COS等酸性气体吸收能力极强，低温甲醇洗工艺技术成熟，在工业上有着很好的应用业绩，被广泛应用于国内外合成氨、合成甲醇和其他羰基合成、城市煤气、工业制氢和天然气脱硫等气体净化装置中。A低温甲醇洗工艺是20世纪50年代，由德国鲁奇（Lurgi）公司和林徳（Linde）公司联合开发的一种原料气净化方法，20世纪60年代后，随着以渣油和煤为原料的大型合成氨装置的出现和发展，低温甲醇洗涤技术在制氨及甲醇工业中得到广泛的应用.
B&&低温甲醇洗是指在一定的压力和低温下，把变换气中所含的酸性气体CO2、H2S、COS和硫醇等脱除的工艺过程。由于甲醇吸收酸性气体的过程没有化学反应发生，因此属于物理吸收，其吸收原理是：以低温甲醇有机溶剂为吸收剂，利用CO2、H2S、COS比H2、CO在吸收剂中溶解度大的特性而除去，吸收后溶液的再生依靠简单的闪蒸解吸和气体放出CO2、H2S 等。
甲醇吸收酸性气体属物理吸收，气液平衡关系开始时符合亨利定律（P=KX ），吸收剂的吸收容量随酸性组分分压的提高而增加，溶液循环量与原料气量及操作条件有关。操作压力提高，温度降低，溶液循环量减少
可以保证净化气中H2S、CO2的含量满足合成气的需要而且可以彻底
除去合成气中的硫化物，延长甲醇合成催化剂的寿命。低温甲醇洗涤法可以脱除气体中的多种组分，在-30℃到-70℃的低温下，甲醇可以同时脱除气体中的H2S、COS、CS2、RSH、C4H4S、CO2、HCN、NH3、NO以及石蜡烃、芳香烃、粗汽油等组分，并可同时使气体脱水，彻底干燥，所吸收的有用组分可以在甲醇再生过程中回收。
低温甲醇对CO2、硫化物的吸收能力大溶液循环量低，可减少管道和设备尺寸，降低系统消耗。
吸收CO2、硫化物的富甲醇经闪蒸、气提、热再生可循环使用。
闪蒸和气提出的CO2可达标排放，再生产生的酸性气体经硫回收后可达标排放，生产副产品硫磺。
热再生废水含微量甲醇可用以煤浆制备，降低系统水消耗并减少污水处理负荷。
气体的净化度很高，净化气中总硫含量可脱到0.1cm3/m3以下，CO2可净化到10cm3/m3以下，低温甲醇洗涤法适用于对硫含量有严格要求的化工生产。
可选择性地脱除原料气中的H2S和CO2，并分别加以回收，由于低温时H2S、COS和CO2在甲醇中的溶解度都很大，动力消耗低，同时，在低温下H2和CH4等在甲醇中溶解度较低，甲醇的蒸汽压也很小，这就使有用气体和溶剂的损失保持在较低水平。
甲醇的热稳定性和化学稳定性好。同时，甲醇还比较便宜容易获得。
A低温甲醇洗工艺介绍
德国林德（LINDE）公司低温甲醇洗装置。采用的是“一步法五塔流程”即流程中设置了五个塔。五个塔分别是：
C-401 洗涤塔 作用：利用甲醇在低温下洗涤脱除工艺气中的CO2、H2S和COS等，净[wiki]化工[/wiki]艺气；
浮阀塔 共有86块塔板
C-402 CO2解析塔 作用：减压解吸溶解于甲醇中的CO2并生产无硫CO2产品气， 回收冷量。
浮阀塔 共有68块塔板
C-403 H2S浓缩塔 作用：进一步解吸溶解于甲醇中的CO2，回收冷量；同时浓缩溶解在甲醇中的H2S。
浮阀塔 共有87块塔板
C-404 热再生 作用：对甲醇进行彻底的热再生，使其中的H2S以及CO2等 彻底解吸获得贫甲醇和富H2S酸气。
浮阀塔 共有30块塔板
C-405 甲醇/水分离 作用：实现甲醇和水的分离，回收甲醇同时保证循环甲醇中的水含量。
筛板塔 共有51块塔板
浅析低温甲醇洗工艺摘
要：重点介绍了低温甲醇的工艺原理与生产过程。
关键词：低温；甲醇；工艺流程；保护装置
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