题目内容

工业以CH3OH与NaClO3为原料在酸性条件下制取ClO2，同时产生CO2气体，已知该反应分为两步进行，第一步为2ClO3-+2Cl-+4H+═2ClO2↑+Cl2↑+2H2O．
（1）写出第二步反应的离子方程式
 
．
（2）工业生产时需在反应物中加少量Cl-，其作用是
 
．
（3）生产中会发生副反应ClO3-+Cl-+H+-Cl2↑+H2O（未配平），若测得反应后的混合气体中Cl2的体积分数为
3
73
，则起始投料时CH3OH与NaClO3的物质的量之比为
 
．（写出解题过程）
考点：化学方程式的有关计算
专题：计算题,卤族元素
分析：（1）CH3OH与NaClO3为原料在酸性条件下制取ClO2，同时产生CO2气体，则该反应方程式为
CH3OH+6ClO3-+6H+=6ClO2↑+CO2↑+5H2O，将总方程式减去第一步反应方程式即得第二步反应方程式；
（2）氯离子在第一步作反应物、在第二步作生成物；
（3）根据方程式中物理量计算．
解答： 解：（1）由题中给出的反应物和生成物写出总的离子方程式再叠减第一步的离子方程式得出第二步的离子方程式为CH3OH+3Cl2+H2O=6Cl-+CO2+6H+，
故答案为：CH3OH+3Cl2+H2O=6Cl-+CO2+6H+；
（2）通过分析离子方程式得出，Cl-没有参加反应，作为催化剂，故答案为：催化剂；
（3）工业以CH3OH与NaClO3为原料在酸性条件下制取ClO2，同时产生CO2气体，（一般用硫酸酸化）涉及反应的化学方程式为①CH3OH+6NaClO3+3H2SO4→6ClO2+CO2+3Na2SO4+5H2O，生产中会发生副反应②ClO3-+5Cl-+6H+=3Cl2↑+3H2O，生成气体为ClO2、CO2和Cl2，若测得反应后的混合气体中Cl2的体积分数为
3
73
，由①可知，如ClO2为60mol，则CO2为10mol，Cl2为3mol，则需要10molCH3OH，（60+1）molNaClO3，则二者体积之比为10：61=1：6.1，
故答案为：1：6.1．
点评：本题考查了物质的量的有关计算，根据总方程式与分步反应方程式的关系书写第二步离子方程式，再结合方程式中各个物理量之间的关系式计算甲醇和氯酸钠的物质的量之比，难度中等．
练习册系列答案
相关题目
大气臭氧层的分解反应时O3（g）+O（g）═2O2（g）△H，该反应的能量变化如图所示，已知氯原子对O3分解的催化原理为O3（g）+Cl（g）═ClO（g）+O2（g）△H1，ClO（g）+O（g）═Cl（g）+O2（g）△H2．下列判断正确的是（　　）
A、△H=E2-E3
B、E1-E3=△H1+△H2
C、氯原子可使E1减少
D、2O2═O3+O是吸热反应
下列说法正确的是（　　）
A、在含2mol Si-O键的二氧化硅晶体中，氧原子的数目为4NA
B、30g二氧化硅晶体中含有0.5NA个二氧化硅分子
C、金刚石晶体中，碳原子数与C-C键数之比为1：2
D、晶体硅、晶体氖均是由相应原子直接构成的原子晶体
下列离子或分子组中能大量共存，且满足相应要求的是（　　）
A、K+、AlO2-、Cl-、MnO4-  要求：无色澄清溶液
B、Fe3+、NO3-、I-、HCO3- 要求：逐滴滴加盐酸立即有气体产生
C、Na+、Al3+、Cl-、SO42-   逐滴滴加NaOH先有沉淀产生，后沉淀消失
D、NH4+、Mg2+、SO42-、CH3COOH  要求：滴加NaOH浓溶液立刻又气体产生
在体积为3L的密闭容器中，CO和H2在一定条件下反应生成甲醇：
CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）．反应达到平衡时，平衡常数表达式K=
 
，升高温度，K值
 
（填“增大”、“减小”或“不变”）．在T2时，从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率V（H2）=
 
．
某课外活动小组设计了以下实验方案验证Cu与浓硝酸反应的过程中可能产生NO．其实验流程图如图1：

（1）测定硝酸的物质的量
反应结束后，从图2 B装置中所得100mL溶液中取出25.00mL溶液，用0.1mol?L-1的NaOH溶液滴定，用酚酞作指示剂，滴定前后的滴定管中液面的位置如右上图所示．在B容器中生成硝酸的物质的量为
 
mol．
（2）测定NO的体积
①从上图所示的装置中，你认为应选用
 
装置进行Cu与浓硝酸反应实验，选用的理由是
 
．
②选用上图所示仪器组合一套可用来完成实验并测定生成NO体积的装置，其合理的连接顺序是（填各导管口编号）
 
．
③在测定NO的体积时，若量筒中水的液面比集气瓶的液面要低，此时应将量筒的位置
 
（“下降”或“升高”），以保证量筒中的液面与集气瓶中的液面持平．
（3）气体成分分析：若实验测得NO的体积为112.0mL（已折算到标准状况），则Cu与浓硝酸反应的过程中
 
（填“有”或“没有”）NO产生，作此判断的依据是
 
．
（4）实验前，用托盘天平称取的铜片至少应为
 
 g．
元素周期表中第四周期元素由于受3d电子的影响，性质的递变规律与短周期元素略有不同．
Ⅰ．第四周期元素的第一电离能随原子序数的增大，总趋势是逐渐增大的．
镓（31Ga）的基态电子排布式是
 
；
31Ga的第一电离能却明显低于30Zn，原因是
 
；
Ⅱ．第四周期过渡元素的明显特征是形成多种多样的配合物．
（1）CO和NH3可以和很多过渡金属形成配合物．CO与N2互为等电子体，CO分子中C原子上有一孤电子对，C、O原子都符合8电子稳定结构，则CO的结构式可表示为
 
．NH3分子中N原子的杂化方式为
 
杂化，NH3分子的空间立体构型是
 
．
（2）向盛有硫酸铜水溶液的试管中加氨水，首先形成蓝色沉淀，继续加入氨水沉淀溶解，得到深蓝色透明溶液，向该溶液中加乙醇，析出深蓝色晶体．蓝色沉淀先溶解，后析出的原因是：
 
（用相关的离子方程式和简单的文字说明加以解释）．
（3）如图甲所示为二维平面晶体示意图，所表示的化学式为AX3的是
 
．

（4）图乙为一个金属铜的晶胞，此晶胞立方体的边长为a cm，Cu的相对原子质量为64，金属铜的密度为ρ g/cm3，则阿伏加德罗常数可表示为
 
 mol-1（用含a、ρ的代数式表示）．
二甲醚（CH3OCH3）具有优良的燃烧性能，被称为21世纪的“清洁能”．一步法合成二甲醚以（CO/H2）为原料，在一定温度、压强和催化剂作用下进行，反应器中发生了下列反应：
①CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g），△H1=-90kJ?mol-1
②2CH3OH（g）?CH3OCH3（g）+H2O（g），△H2=-23kJ?mol-1
③CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g），△H3=-41kJ?mol-1
（1）一步法合成二甲醚的3CO（g）+3H2（g）?CH3OCH3（g）+CO2（g）的△H=
 
，该反应在
 
自发（填“高温”或“低温”）．有研究者在催化剂（含Cu-Zn-Al-O和Al2O3），压强为5.0MPa的条件下由H2和CO直接制备二甲醚，结果如图1所示．其中CO转化率随温度升高而降低的原因是
 
．

（2）另一种合成二甲醚的方法称为“二步法”，该工艺为让反应①和反应②分别在不同的反应器中进行，无反应③发生，而“一步法”的反应③的发生提高了CH3OCH3的产率，原因是
 
．
（3）由CO2加氢直接合成二甲醚可以消除过度CO2排放对环境的影响．当在合成反应器中加入碳氢比
n(CO2)
n(H2)
为1：3的混合，在一定条件下反应得到二甲醚和水蒸气，实现了CO2的减排目的．该反应的反应方程式为
 
；
（ⅰ）判断该反应在一定温度下，体积恒定的密闭容器中下列不能作为达到化学平衡状态的依据是
 
．
A．容器的密度不变  
B．容器内压强保持不变
C．平均摩尔质量保持不变
D．单位时间内消耗2mol CO2，同时消耗1mol二甲醚
（ⅱ）相同温度下，在两个设备中进行上述反应，某时刻设备中各气态物质的浓度及正逆反应速率关系如表：
设备编号c（CO2）
/mol?L-1		c（H2）
/mol?L-1		c（CH3OCH3）
/mol?L-1		c（H2O）
/mol?L-1		v（正）和v（逆）比较
Ⅰ1.0×10-21.0×10-21.0×10-41.0×10-4v（正）=v（逆）
Ⅱ2.0×10-21.0×10-21.0×10-42.0×10-4
判断设备Ⅰ中的反应是否达到平衡状态（填“是”或“否”）
 
，该温度下的平衡常数K=
 
；推测表中空格处v（正）与v（逆）的关系，并写出推测过程）
 
；
（4）如图2为绿色电“直接二甲醚燃料电池”的工作原理示意图，写出以石墨为电极的电池工作时负极电极反应式为
 
．
如图表示在密闭容器中反应：CO2（g）+C（s）?2CO（g）△H＞0达到平衡时，由于条件改变而引起反应速度和化学平衡的变化情况，ab过程中改变的条件可能是
 
；bc过程中改变的条件可能是
 
．

违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com

精英家教网