题目内容

20．二甲醚（CH3OCH3）被称为21世纪的清洁、高效能源．
I、（1）合成二甲醚反应一：3H2（g）+3CO（g）?CH3OCH3（g）+CO2（g）△H=-247KJ/mol
一定条件下该反应在密闭容器中达到平衡后，既要加快反应速率又要提高H2的转化率，可以采取的措施是D．
A、低温      B、加催化剂      C、体积不变充入N2
D、增加CO浓度    E、分离出二甲醚
（2）保持其它条件不变，只改变下列条件能使H2的体积分数增大的是C．
A．使用高效催化剂   B．增大压强
C．升高温度    D．向容器中再充入1mol （CH3OCH3）和1molCO2
（3）在一定温度下，可以判断该分解反应已经达到化学平衡的是ABD．
A．V正（CO）﹕V逆（CO2）=3﹕1B．恒容密闭容器中总压强不变
C．恒容密闭容器中混合气体的密度不变D．密闭容器中氢气的体积分数不变
（4）合成二甲醚反应二：2CH3OH（g）?CH3OCH3（g）+H2O（g）．在不同温度下，分别在1L密闭容器中加入不同物质的量的CH3OH，反应达到平衡，测得各组分的浓度如表：‘
实验组温度/K平衡浓度mol/L
CH3OHCH3OCH3H2O
l4030.010.20.2
24530.020.30.4
403K时，该反应的平衡常数为400
Ⅱ、二甲醚燃料电池的工作原理如图一所示．

（1）该电池负极的电极反应式为CH3OCH3+3H2O-12e-=12H++2CO2．
（2）以上述电池为电源，通过导线与图二电解池相连．X、Y为石墨，a为1L0.1mol/LKCl溶液，两极共产生0.224L（标准状况下）气体时，溶液的pH为12．（忽略溶液的体积变化）
（3）室温时，按上述（2）电解一段时间后，取25mL上述电解后溶液，滴加0.2mol/L  醋酸得到图三（不考虑能量损失和气体溶于水，溶液体积变化忽略不计）．
①若图三的B点pH=7，则滴定终点在AB区间（填“AB”、“BC”或“CD”）．
②C点溶液中各离子浓度大小关系是c（CH3COO-）＞c（K+）＞c（H+）＞c（OH-）．

分析 Ⅰ、（1）要加快反应速率，应升温、加压、增大浓度或加入催化剂；要提高H2的转化率，应使平衡向正反应分析移动；
（2）该反应是气体物质的量减小的放热反应，要使H2的体积分数增大，应使平衡逆向移动；
（3）反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各组分浓度不变，据此分析；
（4）据平衡常数的计算公式求算即可；
Ⅱ、（1）正极发生还原反应，氧气得电子被还原，由氢离子移动方向可知左侧电极为负极，右侧电极为正极；
（2）电解KCl溶液，生成KOH、氢气和氧气；
（3）醋酸为弱酸，恰好中和时溶液呈碱性，pH＞7，C点醋酸过量，溶液呈酸性．

解答 解：Ⅰ、（1）A、正反应放热，降低温度可使平衡向正方向移动，但反应速率减慢，故A错误；
B．加入催化剂平衡不移动，故B错误；
C．体积不变充入N2，平衡不移动，故C错误；
D．增加CO浓度，氢气的转化率升高，且反应速率加快，故D正确；
E．分离出二甲醚，可使平衡向正方向移动，但反应速率减慢，故E错误；
故答案为：D；
（2）A．催化剂不影响平衡移动，使用高效催化剂只是达到平衡的时间缩短，故A错误；
B．若压缩体积增大压强，平衡正向移动，氢气的体积分数减少，故B错误；
C．升高温度平衡逆向移动，氢气的体积分数增大，故C正确；
D．向容器中再充入1mol （CH3OCH3）和1molCO2，相当于加压，氢气的体积分数减小，故D错误；
故答案为：C；
（3）A．V正（CO）﹕V逆（CO2）=3﹕1，说明正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故A正确；
B．恒容密闭容器中总压强不变，说明各组分浓度不变，反应达到平衡状态，故B正确；
C．容器体积不变，气体质量不变，密度始终不变，所以恒容密闭容器中混合气体的密度不变不能说明反应达到平衡状态，故C错误；
D．密闭容器中氢气的体积分数不变，说明各组分浓度不变，故D正确；
故答案为：ABD；
（4）平衡时K（403）=$\frac{0.2×0.2}{（0.01）^{2}}$=400，故答案为：400；
Ⅱ、（1）正极发生还原反应，氧气得电子被还原，电极反应为4H++O2+4e-=2H2O，由氢离子移动方向可知左侧电极为负极，右侧电极为正极，负极反应为
CH3OCH3+3H2O-12e-=12H++2CO2，生成H+，pH减小，
故答案为：CH3OCH3+3H2O-12e-=12H++2CO2；
（2）电解KCl溶液，生成KOH、氢气和氧气，总反应式为2Cl-+2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$Cl2↑+H2↑+2OH-，两极共产生0.224L（标准状况下）气体时，生成KOH0.01mol，室温下pH为12，故答案为：12；
（3）①醋酸为弱酸，恰好中和时溶液呈碱性，pH＞7，应为与AB之间，故答案为：AB；
②C点醋酸过量，溶液呈酸性，应有c（CH3COO-）＞c（K+）＞c（H+）＞c（OH-），故答案为：c（CH3COO-）＞c（K+）＞c（H+）＞c（OH-）．

点评 本题考查较为综合，涉及化学平衡的移动，原电池与电解池以及离子浓度的大小比较，题目难度中等，注意把握电极方程式的书写以及平衡常数的意义．

练习册系列答案
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10．氨基甲酸铵（NH2COONH4）是一种白色固体，易分解、易水解，可用做肥料、灭火剂、洗涤剂等．某小组模拟制备氨基甲酸铵的反应为：2NH3（g）+CO2（g）?NH2COONH4（s）△H＜0．（温度对反应的影响比较灵敏）
（1）如用下图装置和选用的试剂制取氨气，其中错误的是AC；氨气的实验室制法的化学方程式是2NH4Cl+Ca（OH）2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2NH3 ↑+CaCl2+2H2O．

（2）制备氨基甲酸铵的装置如下图所示，把NH3和CO2通入四氯化碳中，不断搅拌混合，生成的氨基甲酸铵的小晶体悬浮在CCl4中． 当悬浮物较多时，停止制备．（注：CCl4与液体石蜡均为惰性介质．）

①发生器用冰水冷却的原因是降温提高反应物转化率、防止产物分解；液体石蜡鼓泡瓶的作用是通过观察气泡，调节NH3与CO2通入比例；
双通玻璃管的作用是防止倒吸；浓硫酸的作用是吸收多余氨气，防止空气中水蒸气进入反应器使氨基甲酸铵水解．
②从反应后的混合物中分离出产品的实验方法是过滤（填写操作名称）．
为了得到干燥产品，应采取的方法是c（填写选项序号）．
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（3）制得的氨基甲酸铵可能含有碳酸氢铵、碳酸铵中的一种或两种．请利用下列试剂，设计实验方案，对制得的氨基甲酸铵中的杂质进行成分探究．取少量固体样品于试管中，加入蒸馏水至固体溶解，向试管中加入过量的BaCl2溶液，若溶液不变浑浊，证明固体中不含碳酸铵，否则含有碳酸铵；取试管中的上层清液，滴加澄清石灰水，若变浑浊，证明固体中含有碳酸氢铵，否则不含碳酸氢铵
限选试剂：蒸馏水、稀HNO3、BaCl2溶液、澄清石灰水、AgNO3溶液、稀盐酸．
11．下列反应的离子方程式书写正确的是（　　）
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8．以下物质间的每步转化通过一步反应就能实现的是（　　）
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15．I2在KI溶液中存在下列平衡：I2（aq）+I-（aq）?I3-（aq），某I2、KI混合溶液中，c（I3-）与温度T的关系如图所示（曲线上任何一点都表示平衡状态）．下列说法不正确的是（　　）
A．反应I2（aq）+I-（aq）?I3-（aq）△H＜0
B．温度为T1时，向该平衡体系中加入KI固体，平衡不移动
C．若T1时，反应进行到状态d时，一定有v正＞v逆
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5．下列关于有机物说法正确的是（　　）
A．米酒变酸的过程涉及了氧化反应
B．汽油、柴油、植物油都是碳氢化合物
C．含5个碳原子的有机物分子中最多可形成4个碳碳单键
D．蛋白质的水解和油脂的皂化都是由高分子生成小分子的过程
12．污染物的有效去除和资源的充分利用是化学造福人类的重要研究课题．某化学研究小组利用软锰矿（主要成分为MnO2，另含有少量头铁、铝、铜、镍等金属化合物）作脱硫剂，通过如下简化流程既脱除燃煤尾气中的SO2，又制得电池材料MnO2（反应条件已略去）．

请回答下列问题：
（1）上述流程脱硫实现了A、C（选填下列字母编号）．
A．废弃物的综合利用     B．白色污染的减少      C．酸雨的减少
（2）用MnCO3能除去溶液中Al3+和Fe3+，其原因是消耗溶液中的酸，促进Al3+和Fe3+水解生成氢氧化物沉淀．
（3）已知：25℃、101kpa时，Mn（s）+O2（g）═MnO2（s）△H=-520kJ/mol
S（s）+O2（g）═SO2（g）△H=-297kJ/mol
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SO2与MnO2反应生成无水MnSO4的热化学方程式是MnO2（s）+SO2（g）=MnSO4（s）△H=-248kJ/mol．
（4）MnO2可作超级电容器材料．用惰性电极电解MnSO4溶液可制得MnO2，其阳极的电极反应式是Mn2++2H2O-2e-=MnO2+4H+．
（5）MnO2是碱性锌锰电池的正极材料．碱性锌锰电池放电时，正极的电极反应式是MnO2+H2O+e-=MnO（OH）+OH-．
（6）假设脱除的SO2只与软锰矿浆中的MnO2反应．按照图示流程，将a m3（标准状况）含SO2的体积分数为b%的尾气通入矿浆，若SO2的脱除率为89.6%，最终得到MnO2的质量为c kg，则除去铁、铝、铜、镍等杂质时，所引入的锰元素相当于MnO2$\frac{1500c-87ab}{2500}$kg．
9．（1）KClO3与浓盐酸发生反应：KClO3+6HCl（浓）═KCl+3Cl2↑+3H2O该反应中被氧化的元素和被还原的元素的质量之比为5：1．转移1mol电子时，产生标准状况下的Cl213.44 L．
（2）与Cl2相比较，ClO2处理水时被还原成Cl-，不生成有机氯代物等有害物质．工业上用亚氯酸钠和稀盐酸为原料制备ClO2反应：NaClO2+HCl→ClO2↑+NaCl+H2O写出配平的化学方程式5NaClO2+4HCl=4ClO2↑+5NaCl+2H2O．生成0.2mol ClO2转移电子的物质的量为0.2 mol．
（3）取体积相同的KI、Na2SO3、FeBr2溶液，分别通入足量氯气，当恰好完全反应时，三种溶液消耗氯气的物质的量相同，则KI、Na2SO3、FeBr2溶液的物质的量浓度之比为6：3：2．
10．某溶液中加人铝粉能产生氢气，则该溶液中肯定不能大量共存的离子组是（　　）
A．NH4+、NO3-、CO32-、Na+B．Na+、A13+、H+、Cl-
C．NO3-、NH4+、K+、Cl-D．NO3-、K+、AlO2-、OH-

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