20.(13分)2009年10月1日,我国成功举办国庆六十年阅兵活动。其中阅兵仪式上9辆电
动车与混合动力车等新能源车辆的亮相,展示了综合国力、国防科技发展水平。同时也说明能源短缺是人类社会面临的重大问题。甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景。
(1)工业上一般采用下列两种反应合
成甲醇:
反应Ⅰ: CO(g) + 2H2(g)
CH3OH(g)
ΔH1
反应Ⅱ: CO2(g)
+ 3H2(g)
CH3OH(g) + H2O(g)
ΔH2
① 上述反应符合“原子经济”原则的是 (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
② 下表所列数据是反应Ⅰ在不同温度下的化学平衡常数(K)。
|
温度[ |
250℃ |
300℃ |
350℃ |
|
K |
2.041 |
0.270 |
0.012 |
由表中数据判断ΔH1 0 (填“>”、“=”或“<”)。
③ 某温度下,将2 mol CO和6 mol H2充入2L的密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得c(CO)= 0.2 mol/L,则CO的转化率为 ,此时的温度为 (从上表中选择)。
(2)已知在常温常压下:
① 2CH3OH(l) + 3O2(g)
= 2CO2(g)
+ 4H2O
(g)
ΔH1 = -1275.6 kJ/mol
② 2CO (g)+ O2(g) = 2CO2(g) ΔH2 = -566.0 kJ/mol
③
H2O(g) = H2O(l) ΔH3 = -44.0 kJ/mol
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式:
(3)某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理,
![]()
①设计如图所示的电池
装置。该电池正极的电极反应为 。
② 工作一段时间后,测得溶液的pH减小,该电池总
反应的离子方程式为
。
17.
(10分)
乙酸乙酯是重要的有机合成中间体,广泛应用于化学工业。实验室用乙酸与乙醇反应制备乙酸乙酯。为证明浓硫酸在该反应中起到了催化剂和吸水剂的作用,某同学利用上图所示装置进行了以下四个实验
,实验开始先用酒精灯微热3min,再加热使之微微沸腾3min。实验结束后充分振荡试管Ⅱ再测有机层的厚度,实验记录如下:
|
实验 编号 |
试管Ⅰ中的试剂 |
试管Ⅱ中试剂 |
测得有机层的厚度/cm |
|
A |
2mL乙醇、2mL乙酸、1mL 18mol·L-1浓硫酸 |
|
5.0 |
|
B |
3mL乙醇、2mL乙酸 |
0.1 |
|
|
C |
3mL乙醇、2mL乙酸、6mL 3mol·L-1硫酸 |
1.2 |
|
|
D |
3mL乙醇、2mL乙酸、盐酸 |
1.2 |
(1)试管Ⅱ中试剂的名称为 ,其作用是
,使用干燥管的目的是 。
(2)分析比较实验 (填实验编号)的数据,可以推测出浓硫酸的吸水性提高了乙酸乙酯的产率。浓硫酸的吸水性能够提高乙酸乙酯产率的原因是 。
(3)实验D的目的是与实验C相对照,证明H+对酯化反应具有催化作用。实验D中应加入盐酸的体积和浓度分别是 mL和 mol·L-1。