题目内容
【题目】甲醇可采用多种方法制备，其用途广泛，是重要的化工原料。
Ⅰ．利用合成气（CO、CO2、H2）在催化剂作用下合成甲醇，发生反应如下：
①CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)
②CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)
（1）反应①过程中能量变化如下图所示，下列说法正确的是______________(填选项标号)。
A．①反应的△H=逆反应活化能-正反应活化能
B．把1molCO(g)和2molH2(g)充入密闭容器中充分反应，达平衡时放出的热量为91kJ
C．从图中信息可知加入催化剂能改变反应历程和热效应
D．相同条件下，CO(g)和H2(g)反应生成1mol液态CH3OH放出的热量大于91kJ
（2）现利用①和②两个反应合成CH3OH，已知CO可使反应的催化剂寿命下降。
若氢碳比表示为f= [(n(H2)-n(CO2)]/[(n(CO)-n(CO2)],则理论上f=______________时，原料气的利用率最高。但生产中往往采用略高于该值的氢碳比，理由是：______________________________。
Ⅱ．甲醇可用于制取甲酸甲酯，其反应方程式为：CH3OH(g)+CO(g)HCOOCH3(g)△H<0。科研人员的部分研究结果如下：
（3）从反应压强对甲醇转化率的影响“效率”图和生产成本角度分析，工业制取甲酸甲酯应选择的最佳压强是______________________(填“3.5×106Pa”“4.0×106Pa”或“5.0×106Pa”)。
（4）实际工业生产中采用的温度是80℃,其理由是_______________________________________。
Ⅲ．甲醇还可以用于合成二甲醚，发生的反应为2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)
己知该反应在某温度下的平衡常数为900,此温度下，在密闭容器中加入CH3OH,反应到某时刻测得各组分浓度如下：
物质 | CH3OH | CH3OCH3 | H2O |
浓度(mol/L) | 1.25 | 0.9 | 0.9 |
（5）比较此时正、逆反应速率的大小：v正___________v逆(填“>“<”或“=”)。
（6）若加入CH3OH后，经6min反应达到平衡，则该时间内平均反应速率v(CH3OH)=___________mol/(L·min)。
【答案】 D 2 使CO充分反应，避免反应催化剂寿命下降 4.0×106Pa 低于80℃、反应速事较小，高于80℃,温度对反应速率影响较小,且反应放热，升温平衡逆向移动，转化率降低 > 0.5
【解析】（1）A、由图可知，①反应为放热反应，△H=正反应活化能-逆反应活化能，选项A错误；B．反应为可逆反应，不可能完全转化，故把1molCO(g)和2molH2(g)充入密闭容器中充分反应，达平衡时放出的热量小于91kJ，选项B错误；C．从图中信息可知加入催化剂能改变反应历程但不能改变热效应，选项C错误；D．气态CH3OH转化为液态时放热，故相同条件下，CO(g)和H2(g)反应生成1mol液态CH3OH放出的热量大于91kJ，选项D正确；答案选D；（2）根据①和②两个反应合成CH3OH方程式，则理论上f= [(n(H2)-n(CO2)]/[(n(CO)-n(CO2)]=
时，原料气的利用率最高；但生产中往往采用略高于该值的氢碳比，理由是：使CO充分反应，避免反应催化剂寿命下降；（3）从反应压强对甲醇转化率的影响“效率”图和生产成本角度分析，工业制取甲酸甲酯应选择的最佳压强是4.0×106Pa；（4）实际工业生产中采用的温度是80℃,其理由是低于80℃、反应速事较小，高于80℃,温度对反应速率影响较小,且反应放热，升温平衡逆向移动，转化率降低；
（5）Q=
，平衡正向移动，v正>v逆；（6）设平衡时生成物的浓度为0.9+x，则甲醇的浓度为（1.25-2x）有：900=
，解得x=0.6 mol/L，故1.25-2x =0.05 mol/L，
由表可知，甲醇的起始浓度度为(1.25+1.8) mol/L=3.05 mol/L，其平衡浓度为0.05 mol/L，
6min变化的浓度为3.0 mol/L，故该时间内平均反应速率v(CH3OH)=
=0.5mol/(L·min)。
【题目】CuCl广泛应用于化工和印染等行业。在实验室中模拟热分解CuCl2·xH2O制备CuCl的原理和实验装置如下：
完成下列填空：
（1）在实验（Ⅰ）过程中，观察到B中固体由白色变为蓝色，C中产生的现象是__________，导致该现象的物质是________________________。
（2）装置D的作用是___________________________________，其中发生氧化还原反应的化学方程式是_____________________________________。
（3）反应结束后，CuCl产品中可能存在少量的CuCl2或CuO杂质。
①若杂质是CuCl2，则原因是_________________________________________。
②若杂质是CuO，则原因是__________________________________________。
（4）根据实验（Ⅱ），测定CuCl2·xH2O中结晶水的含量。取CuCl2·xH2O样品1.692g，经过3次灼烧、冷却、称量，得到黑色固体的质量数据如下：
称 量 | 第1次 | 第2次 | 第3次 |
质量（g） | 0.820g | 0.800g | 0.800g |
则x=_____________（保留2位小数）。