【题目】甲醚又称甲醚,简称DME,熔点-141.5℃,沸点-24.9℃,与石油液化气(LPG)相似,被誉为“21世纪的清洁燃料”。由合成气(CO、H2)制备二甲醚的反应原理如下:
①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H1=-90.0 kJ mol-1
②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+ H2O(g) △H2
回答下列问题:
(1)若由合成气(CO、H2)制备lmolCH3OCH3(g),且生成H2O(1),整个过程中放出的热量为244kJ,则△H2=________kJ mol-1。(已知:H2O(1)=H2O(g) △H=+44.0 kJ/mol)
(2)有人模拟该制备原理,500K时,在2L的密闭容器中充入2molCO和6mol H2,5min达到平衡,平衡时CO的转化率为60%,c(CH3OCH3)=0.2mol·L-1,用H2表示反应①的速率是_______mol·L-1·min-1,可逆反应②的平衡常数K2=_________。
若在500K时,测得容器中n(CH3OCH3)=2n(CH3OH),此时反应②的v正_______v逆(填“>”、“< ”或“=”)。
(3)在体积一定的密闭容器中发生反应②,如果该反应的平衡常数K2值变小,下列说法正确的是_______。
A.在平衡移动过程中逆反应速率先增大后减小
B.容器中CH3OCH3的体积分数增大
C.容器中混合气体的平均相对分子质量减小
D.达到新平衡后体系的压强增大
(4)一定条件下在恒温恒容的密闭容器中,按不同投料比充入CO(g)和H2(g)进行反应①,平衡时CO(g)和H2(g)的转化率如图所示,则a =_________(填数值)。
(5)绿色电源“二甲醚燃料电池”的结构图所示,电解质为熔融态的碳酸盐(如熔融 K2CO3),其中CO2会参与电极反应。工作时负极的电极反应为____________。该电池负极与水库的铁闸相连时,可以保护铁闸不被腐蚀,这种电化学保护方法叫做__________。
【答案】 -20.0 0.24 1 < A D 2 CH3OCH3-12e-+6CO32-=8CO2↑+3H2O 外加电流的阴极保护法
【解析】(1). 已知①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H1= -90.0 kJmol-1 ,
②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+ H2O(g) △H2
③H2O(l)=H2O(g) =+44.0 kJ/mol。由合成气(CO、H2)制备1molCH3OCH3(g),且生成H2O(1),整个过程中放出的热量为244kJ可写出热化学方程式为:
④2CO(g)+4H2(g) CH3OCH3(g) + H2O(l) △H4 = -244 kJ mol-1
反应④=①2+②-③,则△H4 =2△H1+△H2-△H3,所以△H2=△H4 +△H3-2△H1=-20 kJ mol-1
(2). CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)
起始浓度(mol/L) 1 3 0
转化量 0.6 1.2 0.3
平衡量 0.4 1.8 0.3
所以,用H2表示反应①的速率是V(H2)= =
= 0.24 mol·L-1·min-1。
②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+ H2O(g)
起始浓度(mol/L) 0.3 0 0
转化量 0.1 0.2 0.2
平衡量 0.2 0.2 0.2
所以,可逆反应②的平衡常数K2= =1
若在500K时,测得容器中n(CH3OCH3)=2n(CH3OH),则n(CH3OCH3)= n(H2O),Qc= =4>K2,此时反应②向逆反应方向进行,所以v正<v逆。
(3). 在体积一定的密闭容器中发生反应②,如果该反应的平衡常数K2值变小,由于平衡常数只受温度影响,正反应为放热反应,说明反应混合物体系的温度升高了,正、逆反应速率都增大,化学平衡向逆反应方向移动了,逆反应速率逐渐减小, 正反应速率逐渐增大;由于反应前后气体分子数不变,容器中混合气体的平均相对分子质量不变,的物质的量减少,所以 容器中CH3OCH3的体积分数减小;
虽然气体分子数不变,但是温度比原平衡升高使得达到新平衡后体系的压强增大。综上所述,AD正确。
(4). 转化率=
100%,不同反应物的变化量之比等于化学计量数之比,所以当反应物的起始量之比等于化学计量数之比时,不同反应物的转化率必然是相等的。所以a=2。
(5). 分析二甲醚燃料电池中反应物可知,二甲醚是还原剂,氧气是氧化剂,熔融的碳酸钾为电解质,所以负极上是二甲醚失电子发生氧化反应生成二氧化碳和水,电极反应式为: CH3OCH3-12e-+6CO32-=8CO2↑+3H2O 。该电池负极与水库的铁闸相连时,可以保护铁闸不被腐蚀,这种电化学保护方法叫做外加电流的阴极保护法。
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【题目】将BaO2放入密闭的真空容器中,反应2BaO2(s)2BaO(s)+O2(g)达到平衡。保持温度不变,缩小容器容积,体系重新达到平衡,下列说法正确的是( )
A.平衡常数减小 B.BaO量不变 C.气体密度增大 D.氧气压强不变
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【题目】下列说法正确的是( )
A. 摩尔是国际单位制中的7个基本物理量之一
B. 硫酸的摩尔质量是98 g
C. 0.5molH 2 约含有3.01×1023 个氢原子
D. NA 个氧气分子与NA 个氢气分子的质量比为16∶1
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【题目】R、Q为短周期中的两种元素,R元素原子的最外层电子数与次外层电子数之差的绝对值等于电子层数;Q元素原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍,则下列叙述中肯定不正确的是( )。
A.原子半径:R>Q
B.R和Q可形成离子化合物R2Q5
C.R和Q可形成共价化合物RQ
D.R和Q可形成共价化合物RO2
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【题目】25℃时,下列有关电解质溶液说法正确的是( )
A. 1.0mol/L NH4HCO3溶液pH=8.0。由此可知Ka1(H2CO3)>Kb(NH3·H2O)>Ka2(H2CO3)
B. 向氨水中加入NH4C1固体,溶液中增大
C. 向CH3COONa溶液中滴加硫酸至中性时,c(SO42ˉ)<c(CH3COOH)
D. 下图中曲线可以表示向100mL 0.01 mol/LCH3COOH溶液中逐滴加入0.02mol/L NaOH溶液的pH变化情况(溶液体积变化忽略不计)。
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【题目】已知常温下,Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11, Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38。
(1)常温常压下,氢气的燃烧热为285.8 kJ·mol-1。则氢气燃烧的热化学方程式为__________
(2)用离子方程式表示重铬酸钾在溶液中存在的平衡:__________
(3)将浓度均为0.1 mol/L的硫酸铝溶液与小苏打溶液混合,反应的离子方程式为__________
(4)将浓度均为0.1 mol/L的硫代硫酸钠溶液与稀硫酸混合,反应的离子方程式为__________
(5)向Mg(OH) 2悬浊液中滴加2滴0.1 mol/L FeCl3溶液,反应的离子方程式为__________
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【题目】下列除杂所选用的试剂及操作方法均正确的一组是(括号内为杂质)( )
选项 | 待提纯的物质 | 选用的试剂 | 操作方法 |
A | NaCl(泥沙) | 水 | 过滤、结晶 |
B | CO2( CO ) | O2 | 点燃 |
C | Fe(Zn ) | 稀硫酸 | 结晶 |
D | CO2(HCl ) | NaOH溶液 | 萃取 |
A.A
B.B
C.C
D.D
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【题目】用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜,电解质溶液一般为H2SO4-H2C2O4混合溶液。下列叙述错误的是
A. 待加工铝制品为阳极
B. 可选用不锈钢网作为阴极
C. 阴极的电极反应式为:Al3++3e-=Al
D. 硫酸根离子在电解过程中向阳极移动
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【题目】四种短周期元素在周期表中的位置如图,其中只有M为金属元素。下列说法不正确的是
A. 原子半径Z<M
B. Y的最高价氧化物对应水化物的酸性比X的弱
C. X的最简单气态氢化物的热稳定性比Z的小
D. Z位于元素周期表中第2周期、第ⅥA族
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