【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”。制备原理如下:
Ⅰ.由天然气催化制备二甲醚:
①2CH4(g)+O2(g) =CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH1
Ⅱ.由合成气制备二甲醚:
②CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH2=-90.7 kJ·mol-1
③2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH3
回答下列问题:
(1)若甲烷和二甲醚的燃烧热分别是890.3 kJ·mol-1、1 453.0 kJ·mol-1;1 mol液态水变为气态水要吸收44.0 kJ的热量。反应③中的相关的化学键键能数据如表:
化学键 | H-H | C-O | H-O(水) | H-O(醇) | C-H |
E (kJ · mol-1) | 436 | 343 | 465 | 453 | 413 |
则ΔH1=______kJ·mol-1;ΔH3=______ kJ·mol-1
(2)反应③的化学平衡常数表达式为______________。制备原理Ⅰ中,在恒温、恒容的密闭容器中合成,将气体按n(CH4)∶n(O2)=2∶1混合,能正确反映反应①中CH4 的体积分数随温度变化的曲线是_________________。下列能表明反应①达到化学平衡状态的是_______________。
A.混合气体的密度不变
B.反应容器中二甲醚的百分含量不变
C.反应物的反应速率与生成物的反应速率之比等于化学计量数之比
D.混合气体的压强不变
(3)有人模拟制备原理Ⅱ,在500 K时的2 L的密闭容器中充入2 mol CO和6 mol H2,8 min达到平衡,平衡时CO的转化率为80%,c(CH3OCH3)=0.3 mol·L-1,用H2表示反应②的速率是__________;可逆反应③的平衡常数K3=_________。若在500 K时,测得容器中n(CH3OH)=n(CH3OCH3),此时反应③v(正)_________v(逆),说明原因____________________。
【题目】亚硝酰氯(NOCl,熔点:-64.5 ℃,沸点:-5.5 ℃)是一种黄色气体,遇水易水解。可用于合成清洁剂、触媒剂及中间体等。实验室可由氯气与一氧化氮在常温常压下合成。
(1)甲组的同学拟制备原料气NO和Cl2,制备装置如下图所示:
为制备纯净干燥的气体,下表中缺少的药品是:
装置Ⅰ | 装置Ⅱ | ||
烧瓶中 | 分液漏斗中 | ||
制备纯净Cl2 | MnO2 | ①___ | ②___ |
制备纯净NO | Cu | ③___ | ④___ |
(2)乙组同学利用甲组制得的NO和Cl2制备NOCl,装置如图所示:
①装置连接顺序为a→________(按气流自左向右方向,用小写字母表示)。
②装置Ⅳ、Ⅴ除可进一步干燥NO、Cl2外,另一个作用是____________。
③装置Ⅶ的作用是____________。
④装置Ⅷ中吸收尾气时,NOCl发生反应的化学方程式为________________。
(3)丙组同学查阅资料,查得王水是浓硝酸与浓盐酸的混酸,一定条件下该混酸可生成亚硝酰氯和氯气, 该反应的化学方程式为__________________。