碳酸二甲酯(CH3OCOOCH3,简称DMC),是一种无毒、用途广泛的化工原料,被誉为当今有机合成的“新基石”。

(1)浙江大学用甲醇、CO、O2在常压、70~120℃和催化剂的条件下合成DMC的研究开发。

已知:ⅰ CO的标准燃烧热:-283.0 kJ•mol-1,

ⅱ 1mol H2O(l)完全蒸发变成H2O(g)需吸收44 kJ的热量

ⅲ 2CH3OH(g)+CO2 (g) CH3OCOOCH3 (g)+H2O(g) △H=-15.5 kJ•mol-1

则2CH3OH(g)+CO (g)+ 1/2O2(g) CH3OCOOCH3 (g)+H2O(l) △H= 。该反应在常压和70~120℃条件下就能自发反应的原因是

(2)甲醇和CO2可直接合成DMC:2CH3OH(g)+CO2 (g) CH3OCOOCH3 (g)+ H2O(g),但甲醇转化率通常不会超过1%,制约该反应走向工业化生产。

① 写出该反应平衡常数表达式:

②在恒容密闭容器中发生上述反应,能说明已达到平衡状态的是 (选填编号)。

A.v正(CH3OH)= 2v逆(CO2)

B.CH3OCOOCH3与H2O的物质的量之比保持不变

C.容器内气体的密度不变

D.容器内压强不变

③某研究小组在某温度下,在100mL恒容密闭容器中投入2.5 mol CH3OH(g)、适量CO2和6×10-5 mol催化剂,研究反应时间对甲醇转化数(TON)的影响,其变化曲线如下左图所示。计算公式为:TON = 转化的甲醇的物质的量/催化剂的物质的量。

在该温度下,最佳反应时间是 ;4~10 h内DMC的平均反应速率是_ ___。

④如果在其它条件不变的情况下,研究反应温度对甲醇转化数(TON)的影响,请在右上图坐标系中画出从投入反应物开始,随着反应温度不断升高(不考虑温度对催化剂活性的影响),TON变化的曲线示意图(假设起始温度为T0℃)。

⑤假设在密闭容器中发生上述反应,达到平衡时下列措施能提高TON值的是

A.往反应体系中添加催化剂

B.往反应体系中添加吸水剂

C.从反应体系中分离出CO2

D.扩大容器的体积

水是一种重要的自然资源,是人类赖以生存不可缺少的物质,水质优劣直接影响人体健康,请回答下列问题:(1)某贫困山区,为了寻找合适的饮用水,对山上的泉水进行了分析化验,结果显示,水中主要含Ca2+、Mg2+、Cl﹣和SO42﹣.则该硬水属于 (填“暂时”或“永久”)硬度,若要除去Ca2+、Mg2+,可以往水中加入石灰和纯碱,试剂加入时先加 后加

(2)我国规定饮用水的硬度不能超过25度,硬度的表示方法是:将水中的Ca2+和Mg2+都看作Ca2+,并将其折算成CaO的质量,通常把1升水中含有10mg CaO称为1度,某化学实验小组对本地区地下水的硬度进行检测。

实验中涉及的部分反应:

M2+(金属离子)+EBT﹣(铬黑T)═MEBT+

蓝色 酒红色

M2+(金属离子)+Y4﹣(EDTA)═MY2﹣

MEBT++Y4﹣(EDTA)═MY2﹣+EBT﹣(铬黑T )

实验过程:

①取地下水样品25.00mL进行预处理,写出由Mg2+引起的暂时硬度的水用加热方法处理时所发生反应的化学方程式:

②预处理的方法是向水样中加入浓盐酸,煮沸几分钟,煮沸的目的是

③将处理后的水样转移到250mL的锥形瓶中,加入氨水﹣氯化铵缓冲溶液调节pH为10,滴加几滴铬黑T溶液,用0.010 00mol•L﹣1的EDTA标准溶液进行滴定,滴定终点时共消耗EDTA溶液15.00mL,则该地下水的硬度为

(3)某工业废水中含有CN﹣和Cr2O72﹣等离子,需经污水处理达标后才能排放,污水处理厂拟用下列流程进行处理:

回答下列问题:

①流程②中,反应后无气体放出,该反应的离子方程式为

②含Cr3+废水需进一步处理,请你设计一个处理方案:

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