题目内容

有效利用现有资源是解决能源问题的一种实际途径。发展碳一化学,开发利用我国相对丰富的煤炭资源具有重要的战略意义和经济价值。下面是以焦炭为原料,经碳一化学途径制取乙二醇的过程:

1)该过程中产生的的CO可继续与水蒸气发生可逆反应得到CO2H2,此反应的平衡常数表达式K_____________

2CH3OHl)气化时吸收的热量为27kJmolCH3OHg)的燃烧热为677kJmol,请写出CH3OHl)燃烧热的热化学方程式_____________

3催化还原反应制乙二醇原理如下: CH3OOC—COOCH3g)+4H2gHOCH2CH2OHg)+2CH3OHg)? H=-34kJmol

为探究实际生产的最佳条件,某科研小组进行了多方面研究。图表示乙二醇达到平衡时的产率随原料投料比[n(氢气)/n(草酸二甲酯)]和压强的变化关系,其中三条曲线分别表示体系压强为1.5MPa25MPa35MPa的情况,则曲线丙对应的压强是P(丙)=_____________

4)草酸二甲酯水解产物草酸(H2C2O4)为二元中强酸草酸氢钾溶液中存? 在如下平衡: H2OHOHHC2O4-HC2O42-____________

01molL的草酸氢钾溶液里滴加NaOH溶液至中性,此时溶液中各粒子浓度关系正确的是__________(填序号)。

AcKcNacHC2O4-cC2O42-

BcK)=cHC2O4-cH2C2O4)+cC2O42-

CcNa)=cH2C2O4)+cC2O42-

DcK)>cNa

5)以甲醇为原料,使用酸性电解质构成燃料电池,该燃料电池的负极反应式为_____________;若以甲烷代替该燃料电池中的甲醇,向外界提供相等电量,则每代替3.2g甲醇,所需标准状况下的甲烷的体积为____________L

 

【答案】

1

2CH3OHl+3/2O2g=CO2g+2H2Ol)? ΔH=--650KJ/mol

31. 5Mpa;

4)? HC2O4-+H2O=H2C2O4+OH-. ? B D

5CH3OH+ H2O-6e-= CO2+6H+1.68

【解析】

试题分析: (1CO和水蒸汽反应的化学方程式为:COg+H2OgCO2g+H2g)。化学平衡常数是可逆反应达到平衡状态时各生成物浓度幂指数的乘积与个反应物浓度幂指数乘积的比。因此根据平衡常数的定义可得该反应的化学平衡常数的表达式为:。(2) 燃烧热是1mol的物质完全燃烧产生稳定的氧化物时所放出的热量。则CH3OHl)燃烧热的热化学方程式为CH3OHl+ 3/2O2g=CO2g+2H2Ol)? ΔH=--650KJ/mol 3)由制取乙二醇的想方程式CH3OOC—COOCH3g)+4H2gHOCH2CH2OHg)+2CH3OHgH=-34kJmol 可以看出:在相同的投料比时,压强越大,化学反应速率越快,达到平衡所需要的时间就越短。因为丙对应的反应达到平衡所需要的时间最长,所以应该是压强最小的1.5MPa的情况。(4)草酸(H2C2O4)为二元中强酸,所以草酸氢钾是强碱弱酸盐。在其溶液中存在的弱电解质的电离平衡H2OHOHHC2O4-HC2O42-及弱酸根离子的水解平衡:HC2O4-+H2OH2C2O4+OH-A.任何溶液都存在着电荷守恒。所以有关系:cK)+cNa+cH+)=cHC2O4-)+2cC2O42-+cOH-.因为溶液呈中性,所以cH+)=cOH-)。两式相减可得:cK)+cNa)=cHC2O4-)+2cC2O42-.错误。B.根据物料守恒可得cK)=cHC2O4-)(始)= cHC2O4-cH2C2O4)+cC2O42-)。正确。C. 根据A可知cK)+cNa)=cHC2O4-)+2cC2O42-.cK)=cHC2O4-)(始)= cHC2O4-cH2C2O4)+cC2O42-),所以cNa)=cC2O42-cH2C2O4.错误。KHC2O4电离使溶液显酸性,cK)=cHC2O4-)(始),cNa= cHC2O4-)(电离)。但是弱酸根离子HC2O4-电离程度是很微弱的,cHC2O4-)(始)> cHC2O4-)(电离)。所以cK>cNa)。正确。因此选项为BD。(5)以甲醇为原料,使用酸性电解质构成燃料电池,该燃料电池的负极为甲醇,电极反应式为CH3OH+ H2O-6e-= CO2+6H+,发生氧化反应;正极为O2,电极反应式为O2+ 4e-+ 4H+=2H2O.nCH3OH=3.2g÷32g/mol=0.1mol.所以根据电极反应式可知电子转移0.6mol,而每mol的甲烷在反应时转移电子8mol,因此需要消耗甲烷的物质的量为0.6mol÷8=0.075mol. 故所需标准状况下的甲烷的体积为0.075mol×22.4L/mol=1.68L.

考点:考查化学平衡常数的表达式、外界条件对化学平衡的影响、热化学方程式的书写、微粒浓度的比较、弱电解质的电离平衡及水解平衡、原电池反应原理及有关计算的知识。

 

练习册系列答案
相关题目
我国有丰富的海水资源,开发和利用海水资源是当前科学研究的一项重要任务.
(1)被称作海洋元素的是
Br
Br
(写元素符号).
(2)工业上常以食盐为原料制备氯气,再用氯气制备漂白粉,请写出漂白粉长期露置在空气中失效的反应的化学方程式
Ca(ClO)2+H2O+CO2═CaCO3↓+2HClO
Ca(ClO)2+H2O+CO2═CaCO3↓+2HClO
2HClO
 光照 
.
 
2HCl+O2
2HClO
 光照 
.
 
2HCl+O2

(3)从海水中提取食盐和溴的过程如下:
Ⅰ.①步骤Ⅰ中已获得Br2,步骤Ⅱ中又将Br2还原为Br?,其目的为富集溴元素,请写出步骤Ⅱ的化学方程式,
SO2+Br2+2H2O═2HBr+H2SO4
SO2+Br2+2H2O═2HBr+H2SO4

②在3mL溴水中,加入1mL四氯化碳,振荡、静置后,观察到试管里的分层现象为如图1中
D
D


Ⅱ.某化学研究性学习小组为了解从工业溴中提纯溴的方法,查阅了有关资料,Br2的沸点为59℃.微溶于水,有毒性和强腐蚀性.他们参观生产过程后,设计了如图2实验装置图.
请你参与分析讨论:
①实验装置气密性良好,要在C中获得纯净的液溴即达到提纯溴的目的,操作中控制的关键条件是:
控制温度计b的温度,并且收集59℃时的馏分
控制温度计b的温度,并且收集59℃时的馏分

②C中液体产物颜色为
深红棕色
深红棕色
,为除去该产物中仍残留的少量Cl2,可向其中加入
NaBr
NaBr
溶液,充分反应后,再进行的分离操作是
萃取分液
萃取分液

③整套实验装置中仪器连接均不能用橡胶塞和橡胶管,其原因为
溴单质具有强腐蚀性,会腐蚀橡胶
溴单质具有强腐蚀性,会腐蚀橡胶

④D装置的作用是
除去少量有毒性的溴蒸汽,防止污染空气
除去少量有毒性的溴蒸汽,防止污染空气
我国有丰富的海水资源,开发和利用海水资源是当前科学研究的一项重要任务,如图是某化工厂对海水资源综合利用的示意图:

请根据以上信息回答下列问题:
I(1)写出N的化学式和B的名称:N
HCl
HCl
、B
石灰乳
石灰乳

(2)写出反应②的化学方程式
2NaCl+2H2O
 电解 
.
 
2NaOH+H2↑+Cl2
2NaCl+2H2O
 电解 
.
 
2NaOH+H2↑+Cl2

(3)写出反应③的离子方程式:
Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O

Ⅱ粗盐中含有Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质,精制时所用的试剂为:①盐酸  ②氯化钡溶液
③氢氧化钠溶液  ④碳酸钠溶液,以上试剂添加的顺序可以为
AD
AD

A.②③④①B.③④②①C.④③②①D.③②④①
Ⅲ提取粗盐后剩余的海水(母液)中,可用来提取Mg和Br2
(1)若用来提取Mg,根据上述提取Mg的流程,没有涉及到的反应类型是
C
C

A.分解反应B.化合反应C.置换反应 D.复分解反应
(2)氮气和氩是两种化学性质相对稳定的气体,都可用做白炽灯的填充气体.但工业上冷却电解无水氯化镁所得的镁蒸气时,却选择稀有气体氩.试用化学反应方程式解释不选用氮气的原因:
3Mg+N2
  △  
.
 
Mg3N2
3Mg+N2
  △  
.
 
Mg3N2

(3)若用来提取Br2,反应⑥所用的气态氧化剂的寻找货源的设想,其中合理的是
CD
CD

A.从外地购买B.在当地新建生产厂
C.从本厂生产烧碱处循环D.从本厂生产镁单质处循环
流程⑦将溴单质从混合物中分离出来是基于溴单质具有
挥发
挥发
性.
(4)母液用来提取Mg和Br2先后顺序,甲乙两位工程师有不同观点:
甲:母液先提取Mg,后提取Br2
乙:母液先提取Br2,后提取Mg
请你判断哪个更合适?
(填“甲”或“乙”),理由是
若先提取镁,海水中会残留大量Ca(OH)2,再用Cl2提取溴时会消耗大量Cl2
若先提取镁,海水中会残留大量Ca(OH)2,再用Cl2提取溴时会消耗大量Cl2
我国有丰富的海水资源,开发和利用海水资源是当前科学研究的一项重要任务.
(1)海水中所含元素质量最大的是
O
O
(写元素符号),被称作海洋元素的是
Br
Br
(写元素符号).
(2)①从海水中提取粗盐采用的方法是
蒸发结晶
蒸发结晶
,粗盐中含有Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质,精制时所用的试剂为A盐酸、B氯化钡溶液、C氢氧化钠溶液、D碳酸钠溶液,以上试剂添加的顺序为
CBDA(其它合理答案即可)
CBDA(其它合理答案即可)

②工业上常以食盐为原料制备氯气,再用氯气制备漂白粉,用化学方程式表示工业上制漂白粉的原理
Cl2+Ca(OH)2=Ca2++Cl-+ClO-+H2O
Cl2+Ca(OH)2=Ca2++Cl-+ClO-+H2O

(3)提取NaCl后剩余的海水(母液)中,可用来提取Mg和Br2
①如用来提取Mg,请完成具体工业流程(注:(  )内填所需试剂,【】内填操作)
②根据上述提取镁的全过程,没有涉及到的反应类型是
C
C

A.分解反应       B.化合反应         C.置换反应        D.复分解反应
③若用来提取Br2,用离子方程式表示提取溴的原理:
Cl2+2Br-=2Cl-+Br2
Cl2+2Br-=2Cl-+Br2

④方法A:母液提取Mg后,再用来提取Br2;方法B:母液提取Br2后,再用来提取Mg.哪个更合适
B
B
(填“A”或“B”),你的理由是
若先提取镁,海水中会残留大量Ca(OH)2,再用Cl2提取溴时会消耗大量Cl2
若先提取镁,海水中会残留大量Ca(OH)2,再用Cl2提取溴时会消耗大量Cl2

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