11．回答下列有关重要化工原料甲醇的有关问题(1)合成气用于制备甲醇的反应为2H2?CH3OH(g)△H①根据下表中有关化学键键能数据求算该反应的△H=-99kJ．mol-1化学键H-HC-OC≡OH——青夏教育精英家教网—

11．回答下列有关重要化工原料甲醇的有关问题
（1）合成气用于制备甲醇的反应为2H₂（g）+CO（g）?CH₃OH（g）△H
①根据下表中有关化学键键能数据求算该反应的△H=-99kJ．mol^-1

化学键	H-H	C-O	C≡O	H-O	C-H
E/（kJ•mol^-1）	436	343	1076	465	413

②在T℃、恒容条件下，该反应的平衡常数Kp=6.0×10^-3（kPa）^-2．若起始时投入2molH₂、1molCO，反应达到平衡时p（CH₃OH）=24.0kPa，则平衡混合气体中CH₃OH的物质的量分数约为44.4%（Kp是平衡分压代替平衡浓度计算所得平衡常数，分压=总压×物质的量分数）．根据化学反应原理，分析增加压强对制备甲醇反应的影响增大压强使反应体系各组分浓度增大，反应速率加快，正反应为气体物质的量减小的反应，压强增大平衡正向移动，H₂、CO的转化率增大，CH₃OH的产率增大
（2）利用甲醇合成二甲醚的反应如下：2CH₃OH（g）?CH₃OCH₃（g）+H₂O（g），一定温度下，在三个体积均为1.0L的恒容密闭容器中发生该反应：

容器编号	温度（℃）	起始物质的量（mol）	平衡物质的量（mol）
容器编号	温度（℃）	CH₃OH（g）	CH₃OCH₃（g）	H₂O
Ⅰ	387	0.20	x
Ⅱ	387	0.40		y
Ⅲ	207	0.20	0.090	0.090

①$\frac{x}{y}$=$\frac{1}{2}$
②已知387℃时该反应的化学平衡常数K=4．若起始时项容器Ⅰ中充入0.1molCH₃OH、0.15molCH₃OCH₃和0.10molH₂O，则反应将向正（填“正”或“逆”）反应方向进行
③容器Ⅱ中反应达到平衡后，若要进一步提高甲醚的产率，可以采取的温度方面的措施是降低温度
（3）用甲醇电化学合成（CH₃O）₂CO的工作原理如图所示

电源负极为B（填“A”或“B”），写出阳极的电极反应式2CH₃OH+CO-2e^-=（CH₃O）₂CO+2H⁺．若参加反应的O₂为1.12m³（标准状况），则制得（CH₃O）₂CO的质量为9kg．

10．某温度下，将2molA和3molB充入体积为2L的密闭容器中进行化学反应：A（g）+B（g）?C（g）+D（g）△H＞0，当反应进行到10min末达到平衡，此时测得C的物质的量为1.2mol．回答下列问题：
（1）0～10min内A的平均反应速率为0.06mol/（L．min）．
（2）反应达平衡时B的转化率为40%．
（3）在其他条件不变的情况下，将体积压缩到原来的1/2时，对反应产生的影响是D．
A．正反应速率增大，逆反应速率减小，平衡向正方向移动
B．正、逆反应速率都不变，平衡不移动，各物质物质的量不变
C．正、逆反应速率都增大，平衡不移动，各物质浓度不变
D．正、逆反应速率都增大，平衡不移动，各物质物质的量不变
（4）可以证明恒温恒容条件下该可逆反应已达到平衡状态的是D．
A．单位时间内消耗1molA，同时生成1molC
B．混合气体的密度不随时间而改变
C．混合气体的平均摩尔质量不随时间而改变
D．A和C在混合气体中的体积分数之比不随时间而改变
（5）若在其他条件不变的情况下，采取下列措施反应达平衡C的百分含量不变的是ABD．
A．通入He气 B．使用催化剂 C．升高温度 D．再充入2molA和3molB
（6）若保持原温度和容器容积不变再向其中充入2molA和1molB，平衡常数将不变（填“增大”“减小”或“不变”），重新达到化学平衡状态时，此时平衡混合气体中C的体积分数为25%．

9．

目前工业上有一种方法是用CO₂生产燃料甲醇．一定条件下发生反应：CO₂+3H₂?CH₃OH+H₂O，该反应的能量变化如图所示：
（1）甲同学认为该反应为放热反应，他的理由为：反应物的总能大于生成物的总能量
（2）在体积为2L的密闭容器中，充入1mol CO₂和3mol H₂，测得CO₂的物质的量随时间变化如表所示．从反应开始到5min末，用CO₂浓度变化表示的平均反应速率v（CO₂）=0.05mol/（L．min）；
反应达到平衡状态，此时H₂的转化率为75%．

t/min	0	2	5	10	15
n（CO₂）/mol	1	0.75	0.5	0.25	0.25

（3）在相同温度、容积不变的条件下，能说明该反应已达平衡状态的是bd（填序号）．
a．v_生成（CH₃OH）=v_消耗（CO₂）
b．CO₂、H₂、CH₃OH、H₂O的浓度均不再变化
c．n（CO₂）：n（H₂）：n（CH₃OH）：n（H₂O）=1：1：1：1
d．H₂的消耗速率与CH₃OH的消耗速率之比为3：1．

8．

汽车作为一种现代交通工具正在进入千家万户，汽车尾气中含有CO、NO_x等有毒气体，其污染问题也成为当今社会急需解决的问题．
（1）汽车发动机工作时会引发N₂和O₂反应，其能量变化示意图如图：则该反应的热化学方程式为N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+183 kJ/moL．
（2）一氧化碳是一种用途相当广泛的化工基础原料．可以还原金属氧化物，还可以用来合成很多有机物如甲醇等．在压强为0.1MPa条件下，将amolCO与3amolH₂的混合气体在催化剂作用下反应生成甲醇：
CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H=-bkJ•mol^-1
①该反应的平衡常数表达式为$\frac{c（C{H}_{3}OH）}{c（CO）×{c}^{2}（{H}_{2}）}$．
②若容器容积不变，下列措施可增加甲醇产率的是BD．
A．升高温度 B．将CH₃OH（g）从体系中分离 C．充入He，使体系总压强增大D．再充入1molCO和3molH₂
③经测定不同温度下该反应的平衡常数如下：

温度（℃）	250	300	350
K	2.041	0.270	0.012

若某时刻、250℃测得该反应的反应物与生成物的浓度为c（CO）=0.4mol•L^-1、c（H₂）=0.4mol•L^-1、c（CH₃OH）=0.8mol•L^-1，则此时v_正＜v_逆（填“＞”、“＜”或“=”）．
（3）甲醇是重要的基础化工原料，又是一种新型的燃料，最近有人制造了一种燃料电池，一个电极通入空气，另一个电极加入甲醇，电池的电解质是掺杂了Y₂O₃的ZrO₂晶体，它在高温下能传导O^2-离子．该电池的负极反应式为CH₃OH+3O^2--6e^-═CO₂+2H₂O．电池工作时，固体电解质里的O^2-向负极移动．

7．在一定温度下，10 mL 0.40 mol/L H₂O₂溶液发生催化分解，不同时刻测得生成O₂的体积（已折算为标准状况）如表．忽略溶液体积变化，下列叙述不正确的是（　　）

t/min	0	2	4	6	8	10
V（O₂）/mL	0.0	9.6	16.8	22.4	26.5	29.9

	A．	2 min时H₂O₂的浓度c（H₂O₂）=0.314 mol/L
	B．	0～4 min的平均反应速率v（H₂O₂）=3.75×10^-2 mol/（L•min）
	C．	0～10 min内，过氧化氢的分解速率逐渐加快
	D．	反应到6 min时，H₂O₂分解了50%

6．某学生用如图所示装置（Ⅰ）制取溴苯和溴乙烷．已知溴乙烷为无色液体，难溶于水，熔点-119℃，沸点38.4℃，密度为1.46g/cm³．主要实验步骤如下：

①检查装置的气密性后，向烧瓶中加入一定量苯和液溴．
②向锥形瓶中加入乙醇和浓硫酸的混合液至恰好浸没进气导管口．
③将A装置中纯铁丝小心向下插入混合液中．
④点燃B装置中酒精灯，用小火缓缓对锥形瓶加热10min．
请填写下列空白：
（1）步骤③中，观察到的现象是液体呈微沸状，并放出大量，烧瓶内充满红棕色溴蒸气；
（2）导管a的作用是导气、冷凝和回流；
（3）C装置中U形管内用蒸馏水封住管底的作用是一是溶解HBr，二是液封；
（4）步骤④中可否用大火加热，理由是不能；易发生副反应生成乙醚、乙烯等．
（5）为证明烧瓶中溴与苯的反应是取代反应而不是加成反应，该学生用装置（Ⅱ）代替装置B、C，直接与A相连接重新反应．
①装置（Ⅱ）的锥形瓶中，小试管内盛有苯或CCl₄液体，其作用是吸收挥发出来的溴蒸气，便于检验HBr的存在；
②锥形瓶内盛AgNO₃溶液，其作用检验生成的产物为HBr，证明苯和溴的反应为取代反应而不是加成反应．

5．高锰酸钾在实验室和医疗上有非常广泛的应用．以下是工业上用软锰矿（主要含MnO₂）制备高锰酸钾晶体的一种工艺流程：

（1）上述生产过程中，第①步的氧化剂为（写化学式）O₂．
（2）第②步反应的化学方程式是3K₂MnO₄+2CO₂═2KMnO₄+2K₂CO₃+MnO₂．
（3）由母液制得KOH应加入的物质是Ba（OH）₂或Ca（OH）₂或CaO等．写出相应化学方程式Ca（OH）₂+K₂CO₃═CaCO₃↓+2KOH．
（4）操作Ⅰ用到的仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒、铁架台（带铁圈），操作Ⅱ是根据KMnO₄和K₂CO₃两种物质在溶解度上的差异，采用蒸发结晶、趁热过滤得到KMnO₄粗晶体．

4．如图，实验室用如图所示装置制备溴苯，并验证该反应是取代反应．

（1）关闭F活塞，打开C活塞，在装有少量苯的三颈烧瓶中由A口加入少量液溴，再加入少量铁屑，塞住A口，反应进行．
（2）D试管内装的是CCl₄，其作用是除去挥发出来的溴．
（3）E试管内装的是硝酸银溶液，E试管内出现的现象为液面上方有白雾，溶液里有淡黄色沉淀生成．
（4）待三颈烧瓶中的反应即将结束时（此时气体明显减少），打开F活塞，关闭C活塞，可以看到的现象是水倒流进三口烧瓶．
（5）液溴滴完后，经过下列步骤分离提纯：
①向A中加入10mL水，然后过滤除去未反应的铁屑；
②滤液依次用10mL水、8mL10%的NaOH溶液、10mL水洗涤．
其中加入氢氧化钠反应化学方程式是：Br₂+2NaOH=NaBr+NaBrO+H₂O、HBr+NaOH=NaBr+H₂O
③向分出的粗溴苯中加入少量的无水氯化钙，静置、过滤．加入氯化钙的目的是干燥；
（6）经以上分离操作后，粗溴苯中还含有的主要杂质为苯，要进一步提纯，下列操作中必须的是C（填入正确选项前的字母）；
A．重结晶 B．过滤 C．蒸馏 D．萃取．

3．无水氯化铝是白色晶体，易吸收水分，在178℃升华，装有无水氯化铝露置于潮湿空气中会爆炸并产生大量白雾，工业上由金属与氯气作用而制得，某课外活动小组在实验室内通过下列装置（如图）制取少量纯净的无水氯化铝．

试回答以下问题：
（1）仪器名称a：分液漏斗，b：干燥管
（2）装置A中反应的化学方程式MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O．
（3）装置B、C中所盛装的试剂分别是：饱和食盐水、浓硫酸
（4）装置F的作用有两个，一是吸收多余的氯气，防止污染环境，二是防止空气中的水蒸气进入D中
（5）实验开始时，应先点燃A（填A或D）处的酒精灯．
（6）某同学从百度百科上查得氯化铝为共价化合物．简述用实验证明氯化铝为共价化合物的方法：
设计实验证明氯化铝在熔融状态下不导电．

2．某实验小组利用如下装置（部分固定装置略）制备氮化钙（Ca₃N₂），并探究其实验式．

（1）若装置不用U型管，实验也能顺利进行，原因是：实验过程持续通入N₂，不会引起A中水倒吸
（2）反应过程中末端导管必须终插入试管A的水中，目的是①便于观察N₂的流速，
②防止反应过程中空气进入反应管
（3）制备氮化钙的操作步骤是：
①打开活塞K并通入N₂；
②点燃酒精灯，进行反应；
③反应结束后，熄灭酒精灯，待反应管冷却至室温，停止通入N₂，并关闭活塞K；
④拆除装置，取出产物．
（4）数据记录如下：
①空瓷舟质量m_0/g；
②瓷舟与钙的质量m_1/g；
③瓷舟与产物的质量m_2/g
①计算得到实验式Ca_xN₂，其中x=$\frac{7（m1-m0）}{10（m2-m1）}$（用m₀、m₁、m₂表示）
②若通入的N₂中混有少量O₂，理论值比实际测得x值偏大（填“偏大”或“偏小”）

0 172369 172377 172383 172387 172393 172395 172399 172405 172407 172413 172419 172423 172425 172429 172435 172437 172443 172447 172449 172453 172455 172459 172461 172463 172464 172465 172467 172468 172469 172471 172473 172477 172479 172483 172485 172489 172495 172497 172503 172507 172509 172513 172519 172525 172527 172533 172537 172539 172545 172549 172555 172563 203614

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