14.二甲醚(CH3OCH3)是无色气体,可作为一种新型能源.由合成气(组成为H2,CO和少量的CO2)直接制备二甲醚,其中的主要过程包括以下二个反应:
二甲醚合成反应:
(i) CO(g)+2H2(g)═CH3OH (g)△H1=-90.1kJ•mol-1
(ii) 2CH3OH(g)═CH3OCH3(g)+H2O(g)△H2=-24.5kJ•mol-1
回答下列问题:
(1)Al2O3是合成气直接制备二甲醚反应催化剂的主要成分之一.工业上从铝土矿制备较高纯度Al2O3主要流程是:Al2O3(铝土矿)+2NaOH+3H2O=2NaAl(OH)4;NaAl(OH)4+CO2=Al(OH)3↓+NaHCO3;2Al(OH)3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Al2O3+3H2O (以化学方程式表示).
(2)由H2和CO直接制备二甲醚(另一产物为水蒸气)的热化学方程式为:2CO(g)+4H2(g)=CH3OCH3+H2O(g)△H=-204.7kJ•mol-1.根据化学反应原理,分析增加压强对直接制备二甲醚反应的影响?该反应是气体体积减小的反应,增加压强平衡正向进行,反应速率增大,CO和H2转化率增大,CH3OCH3产率增加
(3)有研究者在催化剂(含Cu-Zn-Al-O和A12O3),压强为5.0MPa的条件下,由H2和CO直接制备二甲醚,结果如图所示.其中CO转化率随温度升高而降低的原因是:反应放热,温度升高,平衡左移.
(4)二甲醚直接燃料电池具有启动快,效率高等优点,其能量密度高于甲醇直接燃料电池(5.93kw•h•kg-1).若电解质为酸性,二甲醚直接燃料电池的负极反应为CH3OCH3+3H2O-12e-=2CO2+12H+,一个二甲醚分子经过电化学氧化,可以产生12个电子的电量:该电池的理论输出电压为1.20V,能量密度E=$\frac{1.2V×\frac{1000}{46}×12×96500}{\frac{1}{3.6×1{0}^{6}}}$39KW•h•kg-1=8.39KW•h•kg-1(列式计算.能量密度=电池输出电能/燃料质量,1kw•h=3.6×106J).
13.湿法炼锌的冶炼过程可用如图1简略表示:

请回答下列问题:
(1)已知ZnO属于两性氧化物,写出ZnO与NaOH溶液反应的化学方程式:2NaOH+ZnO=Na2ZnO2+H2O.
(2)上述电解过程中析出锌的电极反应式为:[Zn(NH34]2++2e-=Zn+4NH3↑.
(3)产生的SO2可用Ba(NO32溶液吸收,部分产物可作为工业原料,其反应的离子方程式为:3SO2+2H2O+2NO3-+3Ba2+=3BaSO4↓+2NO↑+4H+
(4)氨是最重要的化工产品之一.合成氨用的氢气可以甲烷为原料制得:CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g).
有关化学反应的能量变化如图2所示,则CH4(g)与H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)的热化学方程式为:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+161.1kJ•mol-1
(5)CO对合成氨的催化剂有毒害作用,常用乙酸二氨合铜溶液来吸收原料气中CO,其反应原理为:
[Cu(NH32CH3COO](l)+CO(g)+NH3(g)?[Cu(NH33]CH3COO•CO(l)△H<0.吸收CO后的乙酸铜氨液经过适当处理后又可再生,恢复其吸收CO的能力以供循环使用,再生的适宜条件是:B(填写选项编号)
A.高温、高压  B.高温、低压 C.低温、低压  D.低温、高压
(6)某温度下,向容积为100L的密闭容器中通入4mol NH3和2molCO2,发生2NH3(g)+CO2(g)?CO(NH22(l)+H2O(g)反应,该反应进行到40s时达到平衡,此时CO2的转化率为50%.图3中的曲线表示该反应在前25s内的反应进程中的NH3浓度变化.若反应延续至70s,保持其它条件不变情况下,请在图中用实线画出使用催化剂时该反应从开始至平衡时的曲线.
12.某化学兴趣小组同学以TiO2和CCl4为原料在实验室制取液态TiCl4,装置如图所示.
有关信息如下:
①反应原理:TiO2(s)+CCl4(g)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$TiCl4(g)+CO2(g)
②反应条件:无水无氧且加热
③有关物质性质如表:
物质溶点/℃沸点/℃其他
CCl4-2376与TiCl4互溶
TiCl4-25136遇潮湿空气产生白雾
请回答下列问题:
(1)B中盛有CCl4的仪器名称是锥形瓶,仪器A装的试剂不可能是(填序号)b.
a.碱石灰       b.无水硫酸铜       c.氧化钙        d.烧碱
(2)实验开始前的操作包括:①组装仪器,②检查装置气密性,③加装药品,④通一会儿氮气,⑤最后点燃酒精灯.第④步的目的是排除装置中的空气,保证反应在无水、无氧环境下进行.
(3)装置E中的试剂是浓硫酸;E装置不能(填“能”或“不能”)换成A装置,理由是A装置可以吸收水,但不能不能吸收空气中的氧气,不能保证反应在无氧环境下进,故E装置不能换成A装置.
(4)欲分离D中的液态混合物,所采用操作的名称是蒸馏.
(5)TiCl4还可由TiO2和焦炭、氯气在加热下反应制得,同时有气体生成,请设计实验方案探究气体的成分.此气体可能是CO或CO2或CO与CO2的混合气体,将气体先通过澄清石灰水,干燥后再通入到灼热的装有CuO的玻璃管中,若不变浑浊则为CO,若浑浊但没有红色固体产生,则为CO2,若浑浊且有红色固体产生,则为CO与CO2的混合气体.
 0  173647  173655  173661  173665  173671  173673  173677  173683  173685  173691  173697  173701  173703  173707  173713  173715  173721  173725  173727  173731  173733  173737  173739  173741  173742  173743  173745  173746  173747  173749  173751  173755  173757  173761  173763  173767  173773  173775  173781  173785  173787  173791  173797  173803  173805  173811  173815  173817  173823  173827  173833  173841  203614 

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