【题目】由合成气制备乙醇一般有两种方法:
(1)直接合成法①2CO2(g) + 6H2(g) CH3CH2OH(g) + 3H2O(g) △H1
②2CO(g) +4H2(g) CH3CH2OH(g) +H2O(g) △H2= -253.6kJ·mol-1
(2)间接合成法
合成气反应生成二甲醚(CH3OCH3),二甲醚羰基化合生成乙酸甲酯,乙酸甲酯加氢得到乙醇。其生产流程如下图所示:
③ 3CO(g) + 3H2(g) CH3OCH3(g) + CO2 △H3= -260.2kJ·mol-1
④ CH3OCH3(g) + CO(g) CH3COOCH3(g)
回答下列问题:
(1)在5MPa、起始投料量n(H2):n(CO2)=3:1时,测得不同温度时反应①中各物质的平衡组成如图1所示:
①反应①的△H1 0,△S 0。(填“>”、“<”或“=”)
②已知CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) △H= -41 kJ·mol-1,则△H1= 。
③500K时,反应达到平衡后,在t1min时升温到600K,反应在t2min重新达到平衡,请在图2中画出体系中水的体积分数在t1min后的变化曲线。
(2)对反应③处于化学平衡状态时的描述,正确的是 。(填字母)。
A.CO的含量保持不变 B.容器中CH3OCH3浓度与CO2浓度相等
C.3V正(CO)=V正(CH3OCH3) D.体系的温度保持不变
(3)间接合成法中将甲醇(CH3OH)循环使用的目的是 。
(4)在2Mpa、T℃时1L的恒容容器中,充入1.0mol乙酸甲酯和2.0mol氢气,发生反应⑤,经t min后反应达到平衡,测得乙酸甲酯的转化率为75%。则氢气的反应速率v(H2)= ,平衡常数K= 。
【答案】(1)①<;<②-171.6kJ·mol-1
③(达平衡时H2O%大于40%小于45%)
(2)AD
(3)由于甲醇分子间脱水可生成二甲醚,既实现了甲醇的回收利用,又增加了甲醚的含量,提高了目标产物的产率。(“实现甲醇的回收利用,提高原子利用率”等合理答案都给分,)
(4)1.5/t mol·L-1·min-1;9
【解析】
试题分析:①根据图示,升高温度,乙醇的含量减小,平衡逆向移动,正反应放热,△H1<0;正反应是气体物质的量减少的反应,所以△S<0;②2CO(g) +4H2(g) CH3CH2OH(g) +H2O(g) △H2= -253.6kJ·mol-1;⑤CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) △H= -41 kJ·mol-1;根据盖斯定律,②-⑤×2得:2CO2(g) + 6H2(g) CH3CH2OH(g) + 3H2O(g) △H1=-171.6kJ·mol-1;③500K时,反应达到平衡后,在t1min时升温到600K,反应在t2min重新达到平衡,水的体积分数由60%降至达平衡时H2O%大于40%小于45%,;
(2)对反应③处于化学平衡状态时的描述,正确的是 。(填字母)。
A.根据定义,CO的含量保持不变,一定平衡;B容器中CH3OCH3浓度与CO2浓度相等,不一定平衡;
C.根据定义V正=V逆,达到平衡,3V正(CO)=V正(CH3OCH3) 不一定平衡 D.体系的温度保持不变,一定平衡;
(3)间接合成法中将甲醇(CH3OH)循环使用的目的是实现甲醇的回收利用,提高原子利用率。
(4)CH3COOCH3+2H2→CH3CH2OH+ CH3OH
开始 1 2 0 0
转化 0.75 1.5 0.75 0.75
平衡 0.25 0.5 0.75 0.75
在2Mpa、T℃时1L的恒容容器中,充入1.0mol乙酸甲酯和2.0mol氢气,发生反应⑤,经t min后反应达到平衡,测得乙酸甲酯的转化率为75%。则氢气的反应速率v(H2)= 1.5/t mol·L-1·min-1,平衡常数K=9。
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【题目】利用I2O5可消除CO污染,反应为I2O5(s)+5CO(g)5CO2(g)+I2(s)。不同温度下,向装有足量的I2O5固体的2L恒容密闭容器中通入2mol CO,测得CO2 的体积分数ψ(CO2)随时间t变化曲线如右图,下列说法正确的是
A.b点时,CO的转化率为20%
B.容器内的压强保持恒定,表明反应达到平衡状态
C.b点和d点的化学平衡常数:Kb>Kd
D.0到0.5min反应速率v(CO)=0.3mol·L-1·min-1
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【题目】在Cu + 2H2SO4(浓) CuSO4 + SO2↑+ 2H2O反应中,
(1) 元素被氧化, 是氧化剂,还原产物是 。
(2)用双线桥标出该反应电子转移的方向和数目。
Cu + 2H2SO4(浓) CuSO4 + SO2↑+ 2H2O
(3)若有2mol的H2SO4参与反应,则被还原的H2SO4为 g 。
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【题目】化学中常用图像直观地描述化学反应的进程或结果。下列图像描述正确的是
A. 根据图①可判断可逆反应“A2(g)+3B2(g)2AB3(g)”的 ΔH>0
B. 图②表示压强对可逆反应 2A(g)+2B(g)3C(g)+D(s)的影响,乙的压强大
C. 图③可表示乙酸溶液中通入氨气至过量过程中溶液导电性的变化
D. 根据图④,除去CuSO4溶液中的Fe3+可采用向溶液中加入适量CuO至pH在4左右
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【题目】I.研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时, 涉及如下反应: 2NO(g) +Cl2(g) 2ClNO(g) ΔH< 0
写出该反应的平衡常数表达式 。
为研究不同条件对反应的影响,:在恒温条件下, 向2 L恒容密闭容器中加入0.2 mol NO和0.1 mol Cl2, 10 min时反应达到平衡。测得10 min内v(ClNO) =7.5×10-3 mol·L-1·min-1, 则平衡后n(Cl2) = mol, NO的转化率α1= 。其他条件保持不变, 反应在恒压条件下进行, 平衡时NO的转化率α2 α1(填“>” “<” 或“=”), 平衡常数K (填“增大” “减小” 或“不变”) 。若要使K减小, 可采取的措施是 。
II. 实验室可用NaOH溶液吸收NO2, 反应为2NO2+2NaOH NaNO3+NaNO2+H2O。含0.2 mol NaOH的水溶液与0.2 mol NO2恰好完全反应得1 L溶液A, 溶液B为0.1 mol·L-1的CH3COONa溶液, 则两溶液中c(NO3-) 、c(NO2-) 和c(CH3COO-) 由大到小的顺序为 。
(已知HNO2的电离常数Ka=7.1×10-4 mol·L-1, CH3COOH的电离常数Ka=1.7×10-5 mol·L-1)
可使溶液A和溶液B的pH相等的方法是 。
a. 向溶液A中加适量水 b. 向溶液A中加适量NaOH
c. 向溶液B中加适量水 d. 向溶液B中加适量NaOH
III.(1)已知丙醛的燃烧热为,丙酮的燃烧热为,试写出丙醛燃烧热的热化学方程式 。
(2)以H2、O2、熔融盐Na2CO3组成燃料电池,采用电解法制备Fe(OH) 2,装置如右下图所示,其中P端通入CO2。
①石墨I电极上的电极反应式为 。
②通电一段时间后,右侧玻璃管中产生大量的白色沉淀,且较长时间不变色。则下列说法中正确的是 (填序号)。
A. X、Y两端都必须用铁作电极 B. 可以用NaOH溶液作为电解液
C. 阴极发生的反应是:2H2O+ 2e-= H2↑+ 2OH- D. 白色沉淀只能在阳极上产生
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【题目】医疗上绿矾(FeSO47H2O)是治疗缺铁性贫血的特效药。某化学兴趣小组对绿矾进行了如下的探究:
Ⅰ.【制备产品】
该小组由废铁屑(含少量氧化铜、氧化铁等杂质),用如图所示装置制备 FeSO4 7H2O晶体,步骤如下:
(1)预处理:先将废铁屑加入到饱和 Na2CO3溶液中洗涤,目的是__________ ,然后将废铁屑用水洗涤 2~3 遍。
(2)将洗涤后的废铁屑加入到圆底烧瓶中,并持续通入N2
(3)再加入足量稀硫酸,控制温度 50℃~80℃之间,充分反应后,圆底烧瓶中剩余的固体为__________ 。实验室常用铁氰化钾溶液检验反应生成的Fe2+,写出该反应的离子反应方程式:______________;
(4)获取产品:先向步骤(3)中反应后的混合物中加入少许蒸馏水,趁热过滤,冷却结晶,滤出晶体,用少量冰水洗涤 2~3 次,再用滤纸将晶体吸干,密闭保存。
Ⅱ.【测定FeSO4 7H2O 含量】
(1)称取上述样品 10.0g,溶于适量的稀硫酸中,配成 100mL 溶液,准确量取 25.00mL 该液体于锥形瓶中,用 0.1000mol/L KMnO4标准溶液滴定滴定3次,平均消耗 10.00mL标准液,该样品中 FeSO4 7H2O 的质量分数为________ 。(已知 Mr(FeSO4 7H2O)=278)。
(2)若测量结果偏小,则可能是在定容时________(填“俯视”或“仰视”)读数。
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【题目】【加试题】(Ⅰ)在一个容积固定不变的密闭容器中进行反应:2X(g) + Y(g) 2Z(g) ,已知将2molX和1molY充入该容器中,反应在绝热条件下达到平衡时,Z的物质的量为pmol。回答下列问题
(1)该反应的v-t图像如图中左图所示。若其他条件不变,仅在反应前加入合适的催化剂,则其v-t图像如图中右图所示。以下说法正确的是 。
① a1>a2 ②b1<b2 ③ t1>t2 ④ 右图中阴影部分面积更大 ⑤两图中阴影部分面积相等
(2)若该反应在容积可变的密闭容器中发生,在温度为T1、T2时(正反应放热),平衡体系中X的体积分数随压强变化曲线如图所示。下列说法正确的是 。
A.A、C两点的反应速率:A>C
B.A、C两点的气体密度:A<C
C.B、C两点的气体的平均相对分子质量:B<C
D.由状态B到状态A,可以用加热的方法
E.A、C两点X的浓度:A>C
(Ⅱ)在容积可变的密闭容器中发生反应:mA(g) + nB(g)pC(g),在一定温度和不同压强下达到平衡时,分别得到A的物质的量浓度如下表
压强p/Pa | 2×105 | 5×105 | 1×106 |
c(A)/mol·L-1 | 0.08 | 0.20 | 0.44 |
(1)当压强从2×105 Pa增加到5×105 Pa时,平衡 移动(填:向左 向右,不);
(2)当压强为1×106 Pa时,此反应的平衡常数表达式: 。
(3)其他条件相同时,在上述三个压强下分别发生该反应。2×105 Pa时,A的转化率随时间变化如下图,请在图中补充画出压强分别为5×105 Pa 和1×106 Pa时,A的转化率随时间的变化曲线(请在图线上标出压强)。
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【题目】Ⅰ.请将括号中的杂质去除,依次写出除杂试剂和实验方法
例:CO2(HCl):饱和NaHCO3溶液,洗气。
①甲烷(乙烯):___________________,________。
②水(碘):___________________,________。
③HBr(Br2):___________________,________。
④溴苯(Br2):___________________,________。
⑤乙醇(乙酸):___________________,________。
⑥乙酸乙酯(乙酸):___________________,________。
Ⅱ.乙酸异戊酯是组成蜜蜂信息素的成分之一,具有橡胶的香味。实验室制备乙酸异戊酯的反应、装置示意图和有关信息如下:
相对分子质量 | 沸点/℃ | 水中溶解度 | |
异戊醇 | 88 | 131 | 微溶 |
乙酸 | 60 | 118 | 溶 |
乙酸异戊酯 | 130 | 142 | 难溶 |
实验步骤:
在A中加入4.4g的异戊醇,6.0g的乙酸、数滴浓硫酸和2~3片碎瓷片,开始缓慢加热A,回流50分钟,反应液冷至室温后,倒入分液漏斗中,分别用少量水,饱和碳酸氢钠溶液和水洗涤,分出的产物加入少量无水硫酸镁固体,静置片刻,过滤除去硫酸镁固体,进行蒸馏纯化,收集140~143℃馏分,得乙酸异戊酯3.9g.回答下列问题:
(1)装置B的名称是________________;
(2)在洗涤、分液操作中,应充分振荡,然后静置,待分层_________(填标号),
A.直接将乙酸异戊酯从分液漏斗上口倒出
C.先将水层从分液漏斗的下口放出,再将乙酸异戊酯从下口放出
B.直接将乙酸异戊酯从分液漏斗下口放出
D.先将水层从分液漏斗的下口放出,再将乙酸异戊酯从上口放出
(3)本实验中加入过量乙酸的目的是_________________;
(4)实验中加入少量无水硫酸镁的目的是_________________;
(5)本实验的产率是____________。
A.30% B.40% C.50% D.60%
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【题目】钠离子电池具有资源广泛、价格低廉、环境友好、安全可靠的特点,特别适合于固定式大规模储能应用的需求。一种以Na2SO4水溶液为电解液的钠离子电池总反应为:NaTi2(PO4)3 +2Na2NiFeII (CN)6 Na3Ti2(PO4)3 +2NaNiFeIII(CN)6(注:其中P的化合价为+5,Fe的上标II、III代表其价态)。下列说法不正确的是( )
A.放电时NaTi2(PO4)3在正极发生还原反应
B.放电时负极材料中的Na+脱离电极进入溶液,同时溶液中的Na+嵌入到正极材料中
C.充电过程中阳极反应式为:2NaNiFeIII(CN)6+2Na++2e-=2Na2NiFeII (CN)6
D.该电池在较长时间的使用过程中电解质溶液中Na+的浓度基本保持不变
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