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方法一(液相两步法):第一步 CO+2H2?CH3OH 第二步 2CH3OH?CH3OCH3+H2O
方法二(液相一步法):将甲醇的合成和脱水两个反应组合在一个反应器中进行3CO+3H2?CH3OCH3+CO2
(1)液相一步法实际是两步法两个反应的组合,其选用的催化剂应该具有
CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(l)+H2O(l)△H=-49.01kJ?mol-1…①
2CH3OH(l)?CH3OCH3(g)+H2O(l)△H=-24.02kJ?mol-1…②
CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(l)△H=41.17kJ?mol-1…③
(2)CO2加氢一步法与液相一步法相比有何优点
(3)写出CO2加氢一步法在298K下总反应的热化学方程式
有人对甲醇脱水转化为甲醚过程从温度、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,分别获得以下2组图.
(4)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
(5)某温度下在2L恒容密闭容器中加入CH3OH发生反应2CH3OH(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g),测得有关数据如下:
| 反应时间/min | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 |
| c(CH3OH)/mol?L-1 | 0.51 | 0.2 | 0.1 | 0.01 | 0.01 |
(6)根据文献,甲醇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ΧM=
| ||||
|
| 32Cw |
| 32Cw+9CM) |
| ||||
|
| 32Cw |
| 32Cw+9CM) |
(1)经分析,所得气体产物由甲、乙和水汽组成,甲、乙转化关系如图(Ⅰ) ,转化时的能量变化如图(Ⅱ)。已知X为元素A的单质,Y为元素B的单质,A、B均为常见短周期非金属元素,X与Y可直接化合生成乙。则化合物乙的电子式为_____________,写出反应 X+Y→甲的热化学方程式:________________。
(3)为了进一步确定复盐M的分解反应方程式,小组同学对固体产物进行定量测量。 判断KMnO4溶液与试样反应到达滴定终点的现象为______________。由以上实验数据的分析可知,加热后所得固体产物中除K2AB3外还含有什么物质?它们之间的物质的量之比为多少?请把你的结论填入下表中(可以不填满或补充空格)
(A)【物质结构与性质】
下表是元素周期表的一部分。表中所列的字母分别代表某一种化学元素。
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(1)T3+的核外电子排布式是____________。
(2)Q、R、M的第一电离能由大到小的顺序是___________________(用元素符号表示)。
(3)下列有关上述元素的说法中,正确的是______________________(填序号)。
①G单质的熔点高于J单质,是因为G单质的金属键较强
②J比X活泼,所以J可以在溶液中置换出X
③将J
④RE3沸点高于QE4,主要是因为前者相对分子质量较大
⑤一个Q2E4分子中含有五个σ键和一个π键
(4)加拿大天文台在太空发现了EQ9R,已知分子中所有原子均形成8电子或2电子稳定结构,是直线形分子,不存在配位键。写出其结构式:_________________。
(5)G与R单质直接化合生成一种离子化合物G3R。该晶体具有类似石墨的层状结构。每层中,G原子构成平面六边形,每个六边形的中心有一个R原子。层与层之间还夹杂一定数量的原子。请问这些夹杂的原子应该是____________(填G或R的元素符号)。
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(B)【实验化学】
某资料显示,能使双氧水分解的催化剂有很多种,生物催化剂(如猪肝)、离子型催化剂(如FeCl3)和固体催化剂(如MnO2)等都是较好的催化剂。某实验小组通过测定双氧水分解产生的O2的压强,探究分解过氧化氢的最佳催化剂以及探究最佳催化剂合适的催化条件。
(一)探究一:
实验步骤
(1)往锥形瓶中加入50 mL 1.5%的双氧水
(2)分别往锥形瓶中加
(3)采集和记录数据。
(4)整理数据得出下表
不同催化剂“压强对时间斜率”的比较
催化剂 | 猪肝 | 马铃薯 | 氯化铜 | 氯化铁 | 氧化铜 | 二氧化锰 |
压强对时间的斜率 | 0.191 87 | 0.002 42 | 0.007 93 | 0.030 5 | 0.015 47 | 1.833 6 |
①该“探究一”实验的名称是_____________________________________________________。
②该实验所得出的结论是_______________________________________________________。
(二)探究二:二氧化锰催化的最佳催化条件
该实验小组的同学在进行探究二的实验时,得到了一系列的图表和数据。参看下图和表格分别回答相关问题。
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3%的双氧水与不同用量二氧化锰的压力—时间图
表:不同浓度的双氧水在不同用量的二氧化锰作用下收集相同状况下同体积O2所需时间
MnO2 时间 H2O2 | |||
1.5% | 223 s | 67 s | 56 s |
3.0% | 308 s | 109 s | 98 s |
4.5% | 395 s | 149 s | 116 s |
分析图、表中数据我们可以得出:
③同浓度的双氧水的分解速率随着二氧化锰用量的增加而_________________,因而反应时间_______________。
④如果从实验结果和节省药品的角度综合分析,你认为当我们选用3.0%的双氧水,加入___________ g的二氧化锰能使实验效果最佳。你判断的理由是______________________。
⑤该小组的某同学通过分析数据得出了当催化剂用量相同时双氧水的浓度越小反应速率越快的结论,你认为是否正确____________,你的理由是________________________________。
①取1000g中草药样品进行前期处理制得待测溶液,此时样品中可能含有的As元素将转化为H3AsO3;
②将待测溶液转移入250mL锥形瓶中,并加入2-3滴0.2%的淀粉溶液;
③用标准碘溶液滴定待测溶液至终点,消耗20.25mL标准I2溶液,其间发生反应:
H3AsO3+I2+H2O→H3AsO4+I-+H+(未配平)
试回答下列问题:
(1)简述如何对少量的中草药样品进行前期处理制得待测溶液?
(2)配平离子反应方程式:
(3)0.2%的淀粉溶液的作用是
(4)题中所用标准碘溶液并非将碘单质直接溶解于蒸馏水中制得,而是由0.1070g纯KIO3、过量的KI以及酸混合,并将其准确稀释到1000mL而制得,请用一个离子反应方程式说明标准碘溶液的形成过程
(5)我国《药用植物及制剂进出口绿色行业标准》中限定:绿色中药的砷含量不超过2.000mg/kg,试通过计算说明该中草药样品是否合格?(写出计算过程):
(12分)我国中医药已有数千年历史,其独特的疗效使得经深加工的中药产品正逐步进入国际市场,但国外在进口中药时对中药的重金属元素和有毒元素的含量等各项指标检查是非常严格的,因此把好出口中药的质量关是非常重要的。以下介绍了分析实验室对中草药中可能的残余有毒元素As的检验方法和步骤(As在中草药中主要以As2O3的形式存在):
①取1000g中草药样品进行前期处理制得待测溶液,此时样品中可能含有的As元素将转化为H3AsO3;
②将待测溶液转移入250mL锥形瓶中,并加入2-3滴0.2 %的淀粉溶液;
③用标准碘溶液滴定待测溶液至终点,消耗20.25mL标准I2溶液,其间发生反应:
H3AsO3+ I2+ H2O→H3AsO4+ I-+ H+(未配平)
试回答下列问题:
(1)简述如何对少量的中草药样品进行前期处理制得待测溶液?
。
(2)配平离子反应方程式:_ _H3AsO3+_ _I2+_ _H2O― _ _H3AsO4+_ _I-+_ _H+
(3)0.2%的淀粉溶液的作用是 ,如何判断滴定到达终点? 。
(4)题中所用标准碘溶液并非将碘单质直接溶解于蒸馏水中制得,而是由0.1070g纯KIO3、过量的KI以及酸混合,并将其准确稀释到1000 mL而制得,请用一个离子反应方程式说明标准碘溶液的形成过程 。
(5)我国《药用植物及制剂进出口绿色行业标准》中限定:绿色中药的砷含量不超过2.000mg/kg,试通过计算说明该中草药样品是否合格?(写出计算过程):______________
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