题目内容
【题目】二甲醚被称为21世纪的新型燃料,也可替代氟利昂作制冷剂等,对臭氧层无破坏作用。工业上常采用甲醇气相脱水法来获取。其反应方程式为:2CH3OH(g)
CH3OCH3(g)+H2O(g)
完成下列填空:
28、有机物分子中都含碳元素,写出碳原子最外层电子的轨道表示式_______________;
写出甲醇分子中官能团的电子式_________________。
29、碳与同主族的短周期元素相比,非金属性较强的是_________(填元素符号)。写出一个能证明你的结论的化学方程式_____________________________________。
30、在温度和体积不变的情况下,能说明反应已达到平衡状态的是______(选填编号)
a.CH3OH的消耗速率与CH3OCH3的消耗速率之比为2:1
b.容器内压强保持不变
c.H2O(g)浓度保持不变
d.气体平均相对分子质量保持不变
31、一定温度下,在三个体积约为2.0 L的恒容密闭容器中发生上述反应:
容器 | 温度(℃) | 起始物质的量(mol) | 平衡物质的量(mol) | |
CH3OH(g) | CH3OCH3(g) | H2O(g) | ||
I | 387 | 0.40 | 0.16 | 0.16 |
Ⅱ | 387 | 0.80 | a | |
Ⅲ | 207 | 0.40 | 0.18 | 0.18 |
(1)若要提高CH3OH的平衡转化率,可以采取的措施是______(选填编号)。
a.及时移走产物 b.升高温度 c.充入CH3OH d.降低温度
(2)I号容器内的反应经过t min达到平衡,则CH3OH的平均反应速率为_____________(用含t的式子表示)。II号容器中a =___________mol。
32、若起始时向容器I中充入CH3OH 0.2mol、CH3OCH3 0.30mol和H2O 0.20mol,则反应将向__________(填“正”“逆”)反应方向进行。
【答案】
C Na2SiO3+ CO2+ H2O=Na2CO3+H2SiO3↓ ac ad
mol/(L.min) 0.32 正
【解析】
28.碳原子核电荷数为6,最外层有4个电子,轨道表示式为
;醇羟基中氢氧原子间形成一条共价键,电子式为
;
29.同主族由上而下非金属性减弱,故非金属性较强的是C;利用Na2SiO3+ CO2+H2O=Na2CO3+H2SiO3↓反应,可证明碳酸的酸性比硅酸强,可以证明C的非金属性比Si强;
30.2CH3OH(g)═CH3OCH3(g)+H2O(g),反应是气体体积不变的反应,达到平衡的标志是正逆反应速率相同,各组分含量保持不变;
a.速率之比等于化学方程计量数之比为正反应速率之比,CH3OH的消耗速率与CH3OCH3的消耗速率之比为2:1,说明CH3OCH3的正逆反应速率相同,故a正确;
b.反应前后气体体积不变,反应过程中容器内压强始终保持不变,不能说明反应达到平衡状态,故b错误;
c.H2O(g)浓度保持不变是破坏的标志,故c正确;
d.反应前后气体质量不变,物质的量不变,气体平均相对分子质量始终保持不变,不能说明反应达到平衡状态,故d错误;
故答案为:ac;
31.(1)Ⅰ、Ⅲ实验可知起始量相同,达到平衡状态,温度越高甲醚物质的量减小,平衡逆向进行,说明正反应为放热反应,若要提高CH3OH的平衡转化率,需要改变条件使平衡正向进行,
a.及时移走产物,平衡正向进行,甲醇转化率增大,故a正确;
b.反应是放热反应,升高温度平衡逆向进行,故b错误;
c.充入CH3OH,相当于增大压强,平衡不动.故c错误;
d、降低温度平衡正向进行,甲醇转化率增大,故d正确;
故答案为:ad;
(2)若起始时向容器I中充入CH3OH 0.2mol、CH3OCH3 0.30mol和H2O 0.30mol,可与原平衡形成等效平衡,再在平衡状态的基础上减少0.1mol H2O,很明显平衡向正方向移动。
I号容器内的反应经过tmin达到平衡生成CH3OCH3(g)物质的量为0.16mol,计算消耗甲醇物质的量为0.32mol,结合反应速率概念计算甲醇表示的反应速率V=
=
mol/(L.min);
依据三段式列式计算Ⅰ的平衡常数,
2CH3OH(g)═CH3OCH3(g)+H2O(g)
起始量(mol/L) 0.2 0 0
变化量(mol/L) 0.16 0.08 0.08
平衡量(mol/L) 0.04 0.08 0.08
平衡常数K=
=4;
Ⅱ实验温度不变平衡常数不变,依据平衡常数列式计算a值
2CH3OH(g)═CH3OCH3(g)+H2span>O(g)
起始量(mol/L) 0.4 0 0
变化量(mol/L) a 0.5a 0.5a
平衡量(mol/L) 0.4-a 0.5a 0.5a
=4,a=0.32mol;
32.若起始时向容器I中充入CH3OH0.2mol、CH3OCH30.30mol和H2O为0.20mol,计算此时浓度商Q=
=1.5<K,平衡常数比较分析判断反应进行方向是正向进行;故答案为:正。
【题目】(1)水溶液中的离子平衡是中学化学中重要知识。
①常温下,0.001mol/LNaOH溶液的pH=____;
②(NH4)2SO4是一种重要的氮肥,长期施用会使土壤酸化,其原因是_______(用离子方程式表示);
③已知在25℃:AgCl(s)
Ag+(aq)+Cl-(aq) Ksp=1.8×10-10,Ag2S(s)
2Ag+(aq)+S2-(aq) Ksp=6.3×10-50,向KCl和K2S浓度均为0.001mol/L的混合溶液中,逐滴加入AgNO3溶液,最先产生的沉淀是_____(填“AgCl”或“Ag2S”)。
(2)甲醇是可再生能源,其燃烧热为726.5kJ·mol-1。下列能正确表示甲醇燃烧的热化学方程式的是____(填字母代号)。
A.CH3OH(l)+
O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=+726.5kJ·mol-1
B.CH3OH(l)+
O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=726.5kJ·mol-1
C.CH3OH+
O2=CO2+2H2O △H=726.5kJ·mol-1
(3)800℃,向某恒容密闭容器中充入反应物A,发生反应2A(g)
2B(g)+C(g) △H<0。已知A的浓度随时间的变化如下:
反应时间((min) | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 |
c(A)(mol/L) | 1.0 | 0.80 | 0.67 | 0.58 | 0.43 | 0.50 | 0.50 |
请回答下列问题:
①在10-20min内,A的平均反应速率为________mol/(L.min);
②不能说明该反应达到化学平衡状态的是__________(填字母代号);
A.容器内气体密度不再变化 B.容器内气体平均摩尔质量不再变化 C.容器内气体的压强不再变化
③800℃时,平衡常数K=_________;
④若温度将为600℃,其平衡常数K将________(填“增大”、“减小”、或“不变”)。
(4)如图所示,闭合S后不久,可观察到滤纸a端附近呈蓝色,则:
![]()
①滤纸b端与电源__________(填“正极”或“负 极”)相连;
②滤纸a端发生的电极反应式为________。