[题目](一)工业上用CO2和H2反应合成二甲醚.已知:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1＝-49.1 kJ·mol-1 2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H2＝-24.5 kJ·mol-1(1)写出CO2(g)和H2(g)转化为CH3OCH3(g)和H2O(g)的热化学方程式 .(2)二甲醚燃料电池具有能量转� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

【题目】（一）工业上用CO2和H2反应合成二甲醚。已知：

CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) △H1＝－49.1 kJ·mol－1

2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g) △H2＝－24.5 kJ·mol－1

（1）写出CO2(g)和H2(g)转化为CH3OCH3(g)和H2O(g)的热化学方程式_______________。

（2）二甲醚燃料电池具有能量转化率高、电量大的特点而被广泛应用，一种二甲醚氧气电池（电解质为KOH溶液）的负极反应式为：_______________________。

（3）欲用2LNa2CO3溶液将4.66 g BaSO4(233 g/moL)固体全都转化为BaCO3，则所用的Na2CO3溶液的物质的量浓度至少为__________________。[已知：常温下Ksp(BaSO4)=1×10－11，Ksp (BaCO3)=1×10－10]。（忽略溶液体积的变化）

（二）向20 mL硫酸和盐酸的混合溶液中，逐滴加入0.05 mol·L－1Ba(OH)2溶液时，生成沉淀的质量变化及由此而引起的溶液的pH的变化如图所示。

计算：（1）原混合溶液中c(Cl－)＝________。

（2）A点的pH＝________。

【答案】2CO2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g) △H＝－122.7 kJ·mol-1 CH3OCH3 －12e- + 16OH- = 2CO32- + 11H2O 0.11mol/L 0.2 mol·L－1 1

【解析】

（一）（1）盖斯定律的应用；

（2）燃料电池中负极为燃料失电子，正极为氧气得电子，写出电极反应式；

（3）结合可逆反应的平衡常数和难溶电解质的溶解平衡常数一起考虑；

（二）（1）根据图象知，当混合溶液pH=7时，说明酸中氢离子和碱中氢氧根离子的物质的量相等，据此计算氢离子浓度；当20mL时硫酸和氢氧化钡恰好反应生成硫酸钡，据此计算硫酸根离子浓度，结合电荷守恒计算氯离子浓度；
（2）根据A点溶液中氢离子浓度计算溶液的pH。

（1）利用盖斯定律计算，① CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) △H1＝－49.1 kJ·mol－1；② 2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g) △H2＝－24.5 kJ·mol－1，2×①+②得出2CO2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g) △H＝－122.7 kJ·mol-1；

正确答案：2CO2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g) △H＝－122.7 kJ·mol-1。

（2）二甲醚氧气电池（电解质为KOH溶液）正极为氧气，负极二甲醚，碱性环境下的负极反应式为CH3OCH3 －12e- + 16OH- = 2CO32- + 11H2O；

正确答案：CH3OCH3 －12e- + 16OH- = 2CO32- + 11H2O。

（3）n(BaSO4)=4.66g/233 g/moL=0.02mol，BaSO4(233 g/moL)固体转化为BaCO3的化学方程式：

BaSO4（s）+ CO32-（aq）BaCO（s）+ SO42-（aq）

n（初）0.02 x 0 0

△n 0.02 0.02 0.02 0.02

n（末）0 x-0.02 0.02 0.02

= Ksp(BaSO4)./Ksp (BaCO3)= 1×10－11/(1×10－10)=1/10,可得x=0.22mol

C(Na2CO3)=0.22mol/2L=0.11mol/L。

正确答案：0.11。

（二）（1）由图象知，当pH=7时，消耗Ba（OH）2溶液体积为60mL，由于n（H+）=n（OH-），得c（H+）=0.05mol/L×0.06L×2/0.02L=0.3molL-1；当加入20mLBa（OH）2溶液时，硫酸根离子完全反应，根据原子守恒得c（SO42-）=c（H2SO4）=0.05mol/L×0.02L/0.02L=0.05mol/L，20 mL硫酸和盐酸的混合溶液中根据电荷守恒得c（Cl-）+2c（SO42-）=c（H+），c（Cl-）=c（H+）-2c（SO42-）=0.3molL-1-2×0.05mol/L=0.2molL-1，
正确答案:： 0.2。
（2）A点c（H+）=(0.3mol/L×0.02L-2×0.05mol/L×0.02L)/0.04L=0.1mol/L，所以pH=1；
正确答案：1。

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②CO(g)+2H2 (g) CH3OH(g) △H2

③CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) H3

（1）已知:反应①的化学平衡常数K和温度的关系如下表

t/℃	700	800	830	1000	1200
K	0.6	0.9	1.0	1.7	2.6

则下列说法正确的是______

A.反应①正反应是吸热反应

B.一定体积的密闭容器中，压强不再变化时，说明反应①达到平衡状态

C.1100℃时，反应①的K可能为1.5

D.在1000℃时，[c(CO2)·c(H2)]/[c(CO)·c(H2O)]约为0.59

（2）比较△H2_____△H3(填“>”、“＝”或“＜”)

（3）现利用②和③两个反应合成CH3OH，已知CO可使反应的催化剂寿命下降若氢碳比表示为f＝[n(H2)-n(CO2)]/[n(CO)+n(CO2)]，则理论上f＝_____时，原料气的利用率高，但生产中住往采用略高于该值的氯碳比，理由是_________________________________.

(二)以天然气为原料，分为两阶段制备甲醇:

(i)制备合成气:CH4(g)+H2Og) CO(g)+3H2(g) H1>0

(ii)合成甲醇:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) H2>0

在一定压强下，1 mol CH4(g)和1 mol H2O(g)在三种不同催化剂作用下发生反应(i)，经历相同时间时，CO的物质的量(n)随温度变化的关系如图1

（1）下列说法正确的是_______

A.曲线①中n(CO)随温度变化的原因是正反应为吸热反应，升高温度，平衡向右移动

B.三种催化剂中，催化剂③的催化效果最好，所以能获得最高的产率

C.当温度低于700℃时的曲线上的点可能都没有到达平衡

D.若温度大于700℃时，CO的物质的量保持不变

（2）500℃时，反应(1)在催化剂①的作用下到10mim时达到平衡，请在图2中画出反应（1）在此状态下0至12分钟内反应体系中H2的体积分数(H2)随时间t变化的总趋势___________________

（三）研究表明，CO也可在酸性条件下通过电化学的方法制备甲醇，原理如图3所示。

（1）产生甲醇的电极反应式为___________________；

（2）甲醇燃料电池应用很广，其工作原理如图4，写出电池工作时的负极反应式:___________。

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①碱洗的目的是除去铝村表面的自然氧化膜，碱洗衣时候常有气泡冒出，原因是：________（用离子方程式表示）。为将碱洗槽液中的铝以沉淀形式回收，最好向槽液中加入下列试剂中的__________。

a.NH3b.CO2c.NaOH d.HNO3

②以铝村为阳极，在H2SO4溶液中电解，铝村表面形成氧化膜，阳极电极反应式为：_____。

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(2)镀铜可防止铁制品腐蚀，电镀时用铜而不用石墨做阳极的原因是。

（3）利用下图装置，可以模拟铁的电化学防护。

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请回答下列问题：

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（3）反应①~④中属于加成反应的是_______；

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（2）下图表示元素的一种性质随原子序数变化的情况，根据分析，该图纵坐标表示的是_________。

（3）下表给出了部分元素的原子半径。

元素符号	Li	Be	B	C	N	O	F	Na	K	Rb	Cs
原子半径/nm	0.152	0.089	0.082	0.077	0.075	0.074	0.071	0.186	0.227	0.248	0.265

请根据表中数据分析同周期元素原子半径的递变规律是______，同主族元素原子半径的递变规律是_____根据表中得出的规律比较Ca2+和Cl-的半径大小：r(Ca2+)_____r(Cl-)（填“>”“<”或“＝”）。

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（4）该植物进行光合作用时，突然停止光照，C3的含量__________（填“升高”或“降低”或“不变”）。若用HO培养该植物，发现叶肉细胞中出现了(CHO)，分析其最可能的转化途径是：_______________________(用相关物质、过程和箭头表示)。

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A. 当吸入的CO与O2浓度之比大于或等于0.02时，人的智力才会受损

B. 人体吸入的CO越多，与血红蛋白结合的O2越少

C. CO与HbO2反应的平衡常数K=

D. 把CO中毒的病人放入高压氧仓中解毒，其原理是使上述平衡向左移动

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B.每生成1molCl2时转移2mol e-

C.KMnO4的还原性强于Cl2的还原性

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