题目内容
【题目】CO2资源化利用的方法之一是合成二甲醚（CH3OCH3）。
（1）CO2 催化加氢合成二甲醚的过程中主要发生下列反应：反应I：CO2(g) + H2(g) 
CO(g) + H2O(g) H= +41.2 kJmol-1;反应II: 2CO2(g) + 6H2(g) CH3OCH3(g) + 3H2O(g) H = - 122.5 kJmol-1;其中，反应II 分以下①②两步完成，请写出反应①的热化学方程式。
① _____
②2 CH3OH(g) CH3OCH3(g) + H2O(g) H = -23.5 kJmol-1
（2）L（L1、L2）、X分别代表压强或温度，如图表示L一定时，反应II中二甲醚的平衡产率随X变化的关系，其中X代表的物理量是_____。判断L1、L2的大小，并简述理由：_____。
（3）恒压时，在CO2和H2起始量一定的条件下，CO2平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性
）随温度变化如图。
①t ℃ 时，起始投入a molCO2，b mol H2，达到平衡时反应II消耗的H2的物质的量为______mol。
②温度高于300℃，CO2平衡转化率随温度升高而增大的原因是______。
【答案】CO2(g) + 3H2 (g) 
CH3OH(g) + H2O(g) H = - 49.5 kJmol-1 温度 L1>L2。反应II是气体化学计量数减少的反应，当温度一定时，增大压强，平衡正向移动，二甲醚平衡产率增大，与图1变化趋势相同 3a×40%×76% 反应I的H＞0，反应II的H＜0 ，温度升高使CO2转化为CO的平衡转化率上升，使CO2转化为CH3OCH3的平衡转化率下降，且上升幅度超过下降幅度
【解析】
(1)反应II－反应②得反应①；
（2）根据图示随X增大，二甲醚的产率减小，说明平衡逆向移动；
（3）①t ℃ 时，CO2平衡转化率为40%、CH3OCH3的选择性位76%；
②温度升高，CO2(g) + H2(g) CO(g) + H2O(g)平衡正向移动，2CO2(g) + 6H2(g) CH3OCH3(g) + 3H2O(g)平衡逆向移动。
(1)反应II－反应②得反应①；根据盖斯定律II×
－②×得CO2(g) + 3H2 (g) CH3OH(g) + H2O(g) H =(- 122.5 kJmol-1+23.5 kJmol-1)÷2= - 49.5 kJmol-1；
（2）增大压强，2CO2(g) + 6H2(g) CH3OCH3(g) + 3H2O(g)正向移动；升高温度，2CO2(g) + 6H2(g) CH3OCH3(g) + 3H2O(g)逆向移动；根据图示随X增大，二甲醚的产率减小，说明平衡逆向移动，所以X表示温度；反应II是气体化学计量数减少的反应，当温度一定时，增大压强，平衡正向移动，二甲醚平衡产率增大，所以L1＞L2；
（3）t ℃ 时，CO2平衡转化率为40%、CH3OCH3的选择性位76%，起始投入a mol CO2，消耗CO2的物质的量是a×40%×76%，根据方程式，消耗氢气是CO2的3倍，消耗氢气的物质的量是3a×40%×76%；
②反应I的H＞0，反应II的H＜0 ，温度升高使CO2转化为CO的平衡转化率上升，使CO2转化为CH3OCH3的平衡转化率下降，且上升幅度超过下降幅度，所以温度高于300℃，CO2平衡转化率随温度升高而增大。
挑战100单元检测试卷系列答案
【题目】二氧化氯（ClO2）是一种新型消毒剂，可用氯酸钠（NaClO3）为原料制备。
（1）隔膜电解法制备ClO2的装置示意图如下：
已知：ClO2在酸性溶液中比较稳定，在碱性溶液中不能稳定存在。
①产生O2的电极反应式：________。
②结合反应方程式，简述ClO2的产生过程：_________。
（2）过氧化氢还原法制备ClO2：
研究发现Cl-对上述反应有影响，实验记录如下：
加入NaCl 的浓度/(g·L1) | ClO2的生成速率/(g·L-1·min-1) | 相同时间 | |||
10 min | 30 min | 60 min | ClO2 产率/% | Cl2 的量 | |
0 | 0.0035 | 0.0124 | 0.0159 | 97.12 | 极微量 |
1.00 | 0.0138 | 0.0162 | 0.0163 | 98.79 | 极微量 |
①NaCl的主要作用是_______。
②上述反应可能的过程如下：
反应i：
+ 
+ +
反应ii： Cl2 + H2O2 = 2Cl- + O2↑ + 2H+
将反应i填写完整_________。
③进一步研究发现，未添加Cl-时，体系中首先会发生反应生成Cl-，反应为：ClO3- + 3H2O2 = Cl- + 3O2↑+3H2O（反应iii）。分析反应i、ii、iii的速率大小关系并简要说明理由：_________。
（3）国家规定，饮用水中ClO2的残留量不得高于0.8 mg·L-1，检测步骤如下：
Ⅰ．取1.0L的酸性水样，加入过量的碘化钾，再用氢氧化钠溶液调至中性，使ClO2转化为
。加入淀粉溶液，溶液变蓝。
Ⅱ．用0.0010 mol/LNa2S2O3溶液滴定步骤I中产生的I2。已知：步骤II中发生反应的离子方程式是
①步骤I中发生的氧化还原反应的离子方程式是________。
②当步骤II中出现________（填现象）时，停止滴加Na2S2O3溶液，记录其体积为10.00 mL。
③上述水样中ClO2的残留浓度是______mg·L-1。
