题目内容
甲~辛等元素在周期表中的相对位置如下表。甲与戊的原子序数相差3,戊的一种单质是自然界硬度最大的物质,丁与辛属同周期元素,下列判断正确的是
A. 金属性:甲>乙>丁
B. 原子半径:辛>戊>甲
C. 丙与庚的元素原子核外电子数相差13
D. 形成的最简单氢化物的稳定性:己>戊
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”。制备原理如下:
Ⅰ.由天然气催化制备二甲醚:
①2CH4(g)+O2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) ∆H1
Ⅱ.由合成气制备二甲醚:
②CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ∆H2=-90.7 kJ·mol-1
③2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) ∆H3
回答下列问题:
(1)若甲烷和二甲醚的燃烧热分别是890.3 kJ·mol-1、1453.0 kJ·mol-1;1mol液态水变为气态水要吸收44.0 kJ的热量。反应③中的相关的化学键键能数据如下:
化学键 | H-H | C-O | H-O(水) | H-O(醇) | C-H |
E/(kJ.mol-1) | 436 | 343 | 465 | 453 | 413 |
则∆H1=__________kJ·mol-1、∆H3=__________kJ·mol-1
(2)反应①的化学平衡常数表达式为_____________。
制备原理Ⅰ中,在恒温、恒容的密闭容器中合成,将气体按n(CH4):n(O2)=2:1混合,能正确反映反应①中CH4的体积分数随温度变化的曲线是_______________。
下列能表明反应①达到化学平衡状态的是________。
a.混合气体的密度不变
b.反应容器中二甲醚的百分含量不变
c.反应物的反应速率与生成物的反应速率之比等于化学计量数之比
d.混合气体的压强不变
(3)有人模拟制备原理Ⅱ,在500K时的2L的密闭容器中充入2molCO和6molH2,8min达到平衡,平衡使CO的转化率为80%,c(CH3OCH3)=0.3mol·L-1,用H2表示反应②的速率是___________;可逆反应③的平衡常数K3=_____________。若在500K时,测得容器中n(CH3OH)=n(CH3OCH3),此时反应③v(正)_________v(逆),说明原因___________。