18.甲醇是一种可再生能源,又是一种重要的化工原料,具有开发和应用的广阔前景.
工业上可用如下方法合成甲醇:
(1)已知:①2CH3OH(l)+3O2(g)═2CO2(g)+4H2O(g)△H=-1275.6kJ•mol-1
②2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H=-566.0kJ•mol-1
③H2O(l)═H2O(g)△H=+44.0kJ•mol-1
则甲醇不完全燃烧生成CO和液态水的热化学反应方程式为CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)△H=-442.8kJ•mol-1.
(2)方法一生产甲醇是目前工业上常用的方法.在一定温度下,向2L密闭容器中充入1molCO和2molH2,发生上述反应,5分钟反应达平衡,此时CO的转化率为80%.请回答下列问题:
①前5分钟内甲醇的平均反应速率为0.08mol/(L•min);已知该反应在低温下能自发进行,则反应的△H为<(填“>”、“<”或“=”)0.
②在该温度下反应的平衡常数K=100.
③在图甲方框的坐标系中画出甲醇的物质的量浓度随时间的变化曲线.
(画在答题纸上)
④关于上述反应,下列叙述不正确的是A(填编号).
A.达到平衡时,移走部分甲醇,平衡将向右移动,正反应速率加快
B.缩小容器的体积,平衡将向右移动,c(CO)将变大
C.在相同的条件下,若使用甲催化剂能使正反应速率加快105倍,使用乙催化剂能使逆反应速率加快108倍,则应该选用乙催化剂
D.若保持平衡时的温度和压强不变,再向容器中充入0.8molCO和0.6mol CH3OH,则此时v正>v逆
(3)方法二生产甲醇应更具前景,写出方法二生产甲醇的一个优点减少二氧化碳的排放,有效控制温室效应.
(4)根据反应2CH3OH(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g),可利用CH3OH生产CH3OCH3.
有人对甲醇脱水转化为二甲醚过程从温度、液体空速(在单位时间内单位体积的催化剂表面通过的原料的量,空速越小,停留时间越长,反应程度越高,但处理能力越小)、压力对甲醇的转化率影响进行研究,分别获得图乙2幅图.
根据以上两幅图选择不受空速影响的合适反应温度和压强320℃、0.2-0.6Mpa.
(5)根据文献,甲醇生产二甲醚的转化率可以根据冷凝的液相中的甲醇与水的相对百分含量来计算(忽略挥发到气相的甲醇).若以Cw表示冷凝液中水的质量分数,CM表示冷凝液中甲醇的质量分数,则甲醇的转化率xM=$\frac{32C{\;}_{W}}{32C{\;}_{W}+9C{\;}_{M}}$.
工业上可用如下方法合成甲醇:
方法一 | CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g) |
方法二 | CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g) |
②2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H=-566.0kJ•mol-1
③H2O(l)═H2O(g)△H=+44.0kJ•mol-1
则甲醇不完全燃烧生成CO和液态水的热化学反应方程式为CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)△H=-442.8kJ•mol-1.
(2)方法一生产甲醇是目前工业上常用的方法.在一定温度下,向2L密闭容器中充入1molCO和2molH2,发生上述反应,5分钟反应达平衡,此时CO的转化率为80%.请回答下列问题:
①前5分钟内甲醇的平均反应速率为0.08mol/(L•min);已知该反应在低温下能自发进行,则反应的△H为<(填“>”、“<”或“=”)0.
②在该温度下反应的平衡常数K=100.
③在图甲方框的坐标系中画出甲醇的物质的量浓度随时间的变化曲线.
(画在答题纸上)
④关于上述反应,下列叙述不正确的是A(填编号).
A.达到平衡时,移走部分甲醇,平衡将向右移动,正反应速率加快
B.缩小容器的体积,平衡将向右移动,c(CO)将变大
C.在相同的条件下,若使用甲催化剂能使正反应速率加快105倍,使用乙催化剂能使逆反应速率加快108倍,则应该选用乙催化剂
D.若保持平衡时的温度和压强不变,再向容器中充入0.8molCO和0.6mol CH3OH,则此时v正>v逆
(3)方法二生产甲醇应更具前景,写出方法二生产甲醇的一个优点减少二氧化碳的排放,有效控制温室效应.
(4)根据反应2CH3OH(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g),可利用CH3OH生产CH3OCH3.
有人对甲醇脱水转化为二甲醚过程从温度、液体空速(在单位时间内单位体积的催化剂表面通过的原料的量,空速越小,停留时间越长,反应程度越高,但处理能力越小)、压力对甲醇的转化率影响进行研究,分别获得图乙2幅图.
根据以上两幅图选择不受空速影响的合适反应温度和压强320℃、0.2-0.6Mpa.
(5)根据文献,甲醇生产二甲醚的转化率可以根据冷凝的液相中的甲醇与水的相对百分含量来计算(忽略挥发到气相的甲醇).若以Cw表示冷凝液中水的质量分数,CM表示冷凝液中甲醇的质量分数,则甲醇的转化率xM=$\frac{32C{\;}_{W}}{32C{\;}_{W}+9C{\;}_{M}}$.
17.下列说法正确的是( )
A. | 标准状况下,向0.1mol•L -1的醋酸溶液中加入醋酸钠晶体,若混合液的pH=7,则该溶液中c(Na+)>c(CH3COO-) | |||||||||||
B. | 根据下表中有关共价键的键能:
| |||||||||||
C. | 一定量的复盐NH4Fe(SO4)2溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液,在某一时刻,反应的离子方程式可能是2Fe3++3SO42-+3Ba2++6OH-═3BaSO4↓+2Fe(OH)3↓ | |||||||||||
D. | 已知:25°C,Ksp(BaSO4)=1×10-10,向该温度下的饱和BaSO4溶液中加入一定量的硫酸钠或氯化钡固体后使Ksp(BaSO4)增大 |
16.发展混合动力车是实施节能减排的重要措施之一.汽车上坡或加速时,电动机提供推动力,降低了汽油的消耗;在刹车和下坡时电动机处于充电状态以节省能耗.混合动力车的电动机目前一般使用的是镍氢电池,镍氢电池采用镍的化合物为正极,储氢金属(以M表示)为负极,电解液为碱液(主要为KOH)(见图).镍氢电池充放电原理总反应式为:H2+2NiOOH$?_{充电}^{放电}$2Ni(OH)2.下列有关混合动力车的判断正确的是( )
A. | 在刹车和下坡时,甲电极的电极反应式为:H2+2OH--2e-═2H2O | |
B. | 在上坡或加速时,甲电极周围溶液的pH将减小 | |
C. | 在上坡或加速时,溶液中的K+向甲电极迁移 | |
D. | 在刹车和下坡时,乙电极增重 |
14.(1)某条件下,在2L密闭容器中充入NO2发生如下反应:
2NO2(g)?2NO(g)+O2(g)△H>0.在不同条件下,NO2的浓度(mol•L-1)随时间(min)的变化如图所示.
请回答下列问题:
(1)实验Ⅱ、Ⅲ的反应条件分别是使用催化剂、升高温度.
②实验Ⅰ条件下的平衡常数K=0.25;
③若实验Ⅰ中达平衡后,再向该密闭容器中通入1molNO2与1mol NO混合气体(保持温度和体积不变),则平衡将不移动(填“正向”或“逆向”或“不”);
(2)一定条件下NO2与SO2可发生反应,其方程式为:NO2(g)+SO2(g)?SO3(g)+NO(g )△H>0,将NO2与SO2以体积比1:2置于体积固定的密闭容器中发生上述反应.
①下列能说明反应达到平衡状态的是BF;
A、混合气体的压强保持不变
B、混合气体的颜色保持不变
C、SO3和NO的体积比保持不变
D、混合气体的平均相对分子质量保持不变
E、混合气体的密度保持不变
F、SO2和NO2的体积比保持不变
②若改变条件,使平衡常数变大,则该反应AB.
A、一定向正反应方向移动
B、在平衡移动时,正反应速率先增大后减小
C、一定向逆反应方向移动
D、在平衡移动时,逆反应速率先增大后减小
(3)已知弱电解质在水中的电离平衡常数(25℃)如下表:
现有常温下0.1mol•L-1的(NH4)2CO3溶液.
①你认为该溶液呈碱性(填“酸”“中”“碱”).
②就该溶液中粒子之间有下列关系式,你认为其中正确的是ACD
A.c(NH4+)>c(CO32-)>c(HCO3-)>c(NH3•H2O)
B.c(NH4+)+c(H+)=c(HCO3-)+c(OH-)+c(CO32-)
C.c(CO32-)+c(HCO3-)+c(H2CO3)=0.1mol•L-1
D.c(NH4+)+c(NH3•H2O)=2c(CO32-)+2c(HCO3-)+2c(H2CO3)
0 167072 167080 167086 167090 167096 167098 167102 167108 167110 167116 167122 167126 167128 167132 167138 167140 167146 167150 167152 167156 167158 167162 167164 167166 167167 167168 167170 167171 167172 167174 167176 167180 167182 167186 167188 167192 167198 167200 167206 167210 167212 167216 167222 167228 167230 167236 167240 167242 167248 167252 167258 167266 203614
2NO2(g)?2NO(g)+O2(g)△H>0.在不同条件下,NO2的浓度(mol•L-1)随时间(min)的变化如图所示.
请回答下列问题:
(1)实验Ⅱ、Ⅲ的反应条件分别是使用催化剂、升高温度.
②实验Ⅰ条件下的平衡常数K=0.25;
③若实验Ⅰ中达平衡后,再向该密闭容器中通入1molNO2与1mol NO混合气体(保持温度和体积不变),则平衡将不移动(填“正向”或“逆向”或“不”);
(2)一定条件下NO2与SO2可发生反应,其方程式为:NO2(g)+SO2(g)?SO3(g)+NO(g )△H>0,将NO2与SO2以体积比1:2置于体积固定的密闭容器中发生上述反应.
①下列能说明反应达到平衡状态的是BF;
A、混合气体的压强保持不变
B、混合气体的颜色保持不变
C、SO3和NO的体积比保持不变
D、混合气体的平均相对分子质量保持不变
E、混合气体的密度保持不变
F、SO2和NO2的体积比保持不变
②若改变条件,使平衡常数变大,则该反应AB.
A、一定向正反应方向移动
B、在平衡移动时,正反应速率先增大后减小
C、一定向逆反应方向移动
D、在平衡移动时,逆反应速率先增大后减小
(3)已知弱电解质在水中的电离平衡常数(25℃)如下表:
弱电解质 | H2CO3 | NH3•H2O |
电离平衡常数 | Ka1=4.30×10-7 Ka2=5.61×10-11 | 1.77×10-5 |
①你认为该溶液呈碱性(填“酸”“中”“碱”).
②就该溶液中粒子之间有下列关系式,你认为其中正确的是ACD
A.c(NH4+)>c(CO32-)>c(HCO3-)>c(NH3•H2O)
B.c(NH4+)+c(H+)=c(HCO3-)+c(OH-)+c(CO32-)
C.c(CO32-)+c(HCO3-)+c(H2CO3)=0.1mol•L-1
D.c(NH4+)+c(NH3•H2O)=2c(CO32-)+2c(HCO3-)+2c(H2CO3)