【题目】二甲醚又称甲醚,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=-90.0kJ·mo l -1
②2 CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g) △H2=-20.0kJ·mo l -1
回答下列问题:
(1)已知:H2O(1) =H2O(g) △H= +44.0kJ/mol,若由合成气(CO、H2) 制备 1molCH3OCH3(g),且生成 H2O(1),其热化学方程式为_______________。
(2)有人模拟该制备原理:500K时,在2L的密闭容器中充入2mol CO和6molH2,5min达到平衡,平衡时测得c(H2)=1.8mo l·L-1, c(CH3OCH3)=0.2mo l·L-1,此时 CO的转化率为__________。用 CH3OH 表示反应①的速率是_____________mo l·L-1·m i n -1,可逆反应②的平衡常数 K2=______________________。
(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. 平衡向正反应方向移动 B. 平衡移动的原因是升高了温度
C. 达到新平衡后体系的压强不变 D. 容器中 CH3OCH3 的体积分数减小
(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”的结构如图所示,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。 工作时正极的电极反应为______________ 。
【答案】 2CO(g)+4H2(g) CH3OCH3(g)+H2O(l ) △H2=-244.0kJ·mo l -1 60% 0.12 1 BD 2 2CO2+O2+4e- =2CO32-
【解析】(1)给H2O(1) =H2O(g) △H= +44.0kJ/mol编号为③,根据盖斯定律,①×2+②-③得:2CO(g)+4H2(g) CH3OCH3(g)+H2O(l) △H2=-244.0kJ·mol-1。
(2)由已知,CO和H2按照物质的量之比1:2反应,H2反应了6mol-1.8molL-1×2L=2.4mol,所以CO反应了1.2mol,此时CO的转化率为:1.2mol÷2mol×100%=60%;根据反应①,生成CH3OH1.2mol,用CH3OH表示反应①的速率是1.2mol÷2L÷5min=0.12 molL-1min-1;由c(CH3OCH3)=0.2mol·L-1,可得反应②H2O(g)的平衡浓度为0.2mol·L-1,反应②CH3OH(g)的平衡浓度为1.2mol÷2L-2×0.2mol·L-1=0.2 mol·L-1,所以可逆反应②的平衡常数K2===1。
(3)化学平衡常数只受温度影响,反应②正向为放热反应,升高温度K2值变小,平衡逆向移动,CH3OCH3(g)生成率降低,容器中CH3OCH3的体积分数减小;容器中气体总物质的量不变,容器容积固定,T增大,根据PV=nRT,则P增大,故BD正确。
(4)反应物按化学计量数之比投料,则平衡转化率相同,如图,交点纵坐标表示H2和CO转化率相等,横坐标a表示H2(g)和CO(g)的投料比,所以a=2。
(5)正极上是氧气得电子发生还原反应,由已知熔融K2CO3作电解质,CO2参与反应,故电极反应式为:2CO2+O2+4e- =2CO32-。
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】如图为实验室制取气体的常见装置:
(1)仪器a的名称是;
(2)以A为发生装置,用高锰酸钾制取氧气,化学方程式为 , 试管口放一团棉花的作用是;
(3)以B为发生装置制取二氧化碳,加入药品之前要先检查装置的 , 收集二氧化碳通常选用(填标号);
(4)温度、浓度、固体的颗粒大小等因素会影响反应速率.为研究实验室制取二氧化碳的适宜条件,进行如
表四组实验:
实验编号 | 甲 | 乙 | 丙 | 丁 |
mg大理石 | 块状 | 块状 | 粉末状 | 粉末状 |
mg验算(过量) | 稀盐酸 | 浓盐酸 | 稀盐酸 | 浓盐酸 |
①大理石与盐酸反应的化学方程式是;
②实验甲与对照(填编号),是为了研究固体反应物颗粒大小对反应速率的影响;
③上述实验中,另一个影响反应速率的因素是 .
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】某化学小组同学为了测定实验室一瓶稀盐酸中溶质的质量分数.他们用铜锌合金和此稀盐酸完成了如图的实验.
(1)恰好反应时的实验现象是 .
(2)该瓶稀盐酸中溶质的质量分数?
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】铝表面在空气中天然形成的氧化膜耐磨性和抗蚀性不够强。控制一定的条件,用如图所示的电化学氧化法,可在铝表面生成坚硬致密,耐腐蚀的氧化膜。下列有关叙述正确的是
A. 阴极上有金属铝生成
B. 电极A为石墨,电极B为金属铝
C. OH-在电极A上放电,有氧气生成
D. 阳极的电极反应式为:2Al-6e-+3H2O═AL2O3+6H+
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】重金属元素铬的毒性较大,含铬废水需经处理达标后才能排放。
Ⅰ.某工业废水中主要含有Cr3+,同时还含有少量的Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+等,且酸性较强。为回收利用,通常采用如下流程处理:
注:部分阳离子常温下以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH见下表
氢氧化物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Mg(OH)2 | Al(OH)3 | Cr(OH)3 |
pH | 3.7 | 9.6 | ll.l | 8 | 9(>9溶解) |
(1)氧化过程中可代替H2O2加入的试剂是________(填序号)。
A.HNO3 B.Na2O2 C.FeCl3 D.KMnO4
(2)加入NaOH溶液调整溶液pH=8时,除去的离子是________(填ABCD序号);已知钠离子交换树脂的原理:Mn++nNaR→MRn+nNa+,此步操作被交换除去的杂质离子是__________(填ABCD序号)。
A.Fe3+ B.Ca2+ C.Al3+ D.Mg2+
Ⅱ.酸性条件下,六价铬主要以Cr2O72-形式存在,工业上常用电解法处理含Cr2O72-的废水。实验室利用如图装置模拟处理含Cr2O72-的废水,阳极反应是Fe-2e-=Fe2+,阴极反应式是2H++2e-=H2↑。
(3)电解时能否用Cu电极来代替阳极上的Fe电极?________(填“能”或“不能”),理由是______________。
(4)电解时阳极附近溶液中Cr2O72-转化为Cr3+的离子方程式为______________。
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】实验室用图示装置制备KC1O溶液,再与KOH、Fe(NO3)3溶液反应制备髙效净水剂K2FeO4。
<査阅资料>O2与KOH溶液在20℃以下反应生成KC1O,在较高温度下则生成KC1O3;K2FeO4易溶于水,微溶于浓KOH溶液,在0℃~5℃的强碱性溶液中较稳定。
(1)仪器a的名称是___________;装置A中反应的离子方程式为___________________。
装置C中三颈烧瓶置于冰水浴中的目的是_______________。
(2)装置B吸收的气体是___________,装置D的作用是____________________。
(3)C中得到足量KC1O后,将三颈烧瓶上的导管取下,依次加入KOH溶液、Fe(NO3)3溶液,水浴控制反应温度为25℃,搅拌1.5 h,溶液变为紫红色(含K2FeO4),该反应的离子方程式为________________。再加入饱和KOH溶液,冷却至0℃~5℃析出紫黑色晶体,过滤,得到K2FeO4粗产品。
(4)K2FeO4粗产品含有Fe(OH)3、KC1等杂质,其提纯步骤为:
①将一定量的K2FeO4粗产品溶于冷的3 mol/LKOH溶液中。
②过滤。
③____________________。
④搅拌、静置、过滤,用乙醇洗涤2~3次,
⑤在真空干燥箱中干燥。
(5)称取提纯后的K2FeO4样品0.2200 g于烧杯中,加入强碱性NaCr(OH)溶液,反应后再加稀H2SO4调节溶液呈强酸性,配成250 mL溶液,取出25.00 mL放入锥形瓶,用0.01000 mol/L的(NH4)2Fe(SO4)2溶液滴定至终点,重复操作2次,平均消耗(NH4)2Fe(SO4)2溶液30.00 mL。涉及主要反应为:
Cr(OH)4-+FeO42- =Fe(OH)3↓+CrO42-+OH-
2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O
Cr2O72-+6Fe2++14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O
则该K2FeO4样品的纯度为_________________。
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】将V1 mL 1.00 mol/L HCl溶液和V2 mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度,实验结果如图所示(实验中始终保持V1+V2=50 mL)。下列叙述正确的是( )
A. 做该实验时环境温度为22℃
B. NaOH溶液的浓度约为1.00 mol/L
C. 该实验表明有水生成的反应都是放热反应
D. 该实验表明化学能可以转化为热能
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】M、N两种元素的原子,当它们每个原子获得两个电子形成稀有气体元素原子的电子层结构时,放出的能量M大于N,由此可知( )
①M的氧化性弱于N
②M的氧化性强于N
③N2-的还原性弱于M2-
④N2-的还原性强于M2-
A.①④B.②④C.①②D.②③
查看答案和解析>>
湖北省互联网违法和不良信息举报平台 | 网上有害信息举报专区 | 电信诈骗举报专区 | 涉历史虚无主义有害信息举报专区 | 涉企侵权举报专区
违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com