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【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(COH2)制备二甲醚的反应原理如下

CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) H1=-90.0kJ·mo l -1

2 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(COH2) 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500K2L的密闭容器中充入2mol CO6molH25min达到平衡平衡时测得c(H2)=1.8mo l·L-1c(CH3OCH3)=0.2mo l·L-1此时 CO的转化率为__________ 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) H2(g)进行反应①平衡时 CO(g) H2(g)的转化率如图所示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 ( 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,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,COH2按照物质的量之比12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CH3OH1.2molCH3OH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H2O(g)的平衡浓度为0.2mol·L-1反应CH3OH(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H2CO转化率相等,横坐标a表示H2(g)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-

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<査阅资料>O2KOH溶液在20℃以下反应生成KC1O,在较高温度下则生成KC1O3K2FeO4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(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)3KC1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。

____________________

④搅拌、静置、过滤,用乙醇洗涤23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0.01000 mol/L(NH4)2Fe(SO4)2溶液滴定至终点重复操作2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_________________

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