4.甲醇是一种很好的燃料,工业上用CH4和H2O(g)为原料,通过反应Ⅰ和Ⅱ来制备甲醇.请回答下列问题:
(1)将1.0mol CH4和2.0mol H2O(g)通入反应室(容积为100L)中,在一定条件下发生反应:CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g)(Ⅰ)
CH4的转化率与温度、压强的关系如图1所示.
①已知100℃时达到平衡所需的时间为5min,则用H2表示的平均反应速率为0.003mol•L-1•min-1
②图中的p1<p2(填“<”、“>”或“=”),100℃时的平衡常数为2.25×10-4
③该反应的△H>0,△S>0(填“<”、“>”或“=”).
(2)在压强为0.1MPa条件下,a mol CO与3a mol H2的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇:
CO(g)+2H2(g)?CH3OH△H<0 (Ⅱ)
①若容器的容积不变,下列措施可增大甲醇产率的是ABD(填序号).
A.降低温度
B.将CH3OH(g)从体系中分离出来
C.恒容下充入He,使体系的总压强增大
D.再充入a mol CO和3a mol H2
②为了寻找合成甲醇的适宜温度和压强,某同学设计了三组实验,部分实验条件已经填在了下面的实验设计表中.
实验编号T(℃)n(CO)/n(H2P(MPa)
1180$\frac{2}{3}$0.1
2n$\frac{2}{3}$5
3350m5
a.表中剩余的实验数据:n=180,m=$\frac{2}{3}$.
b.根据反应Ⅱ的特点,如图是在压强分别为0.2MPa和5MPa下CO的转化率随温度变化的曲线,请指明图2中的压强px=0.2MPa.  
1.实验室采用简易装置模拟工业炼铁原理,实验装置如图,实验步骤如下:


①按图连接好装置,检查装置气密性.
②称取0.2000gFe2O3于石英试管中,点燃I处酒精灯,缓慢滴入甲醇.
③在完成某项操作后,点燃另外两处酒精灯.
④30min后停止加热,关闭弹簧夹.
⑤待产物冷却至室温后,收集产物.
⑥采用如上方法分别收集带金属网罩酒精灯(金属网罩可以集中火焰、提高温度)和酒精喷灯加热的产物.
请回答下列问题:
(1)制备CO的原理是利用甲醇(HCOOH)在浓硫酸加热条件下的分解制得,写出该反应的化学方程式HCOOH $→_{△}^{浓硫酸}$CO↑+H2O;
(2)实验步骤③应在检验CO纯度后,先点燃II(填“II”或“III”)处酒精灯;
(3)实验步骤⑤产物冷却至室温时应注意继续通入CO(或隔绝空气);
(4)已知FeO、Fe2O3、Fe3O4中氧元素的质量分数分别为:22.2%、30%、27.6%.利用能谱分析测出3种样品所含元素种类和各元素的质量分数如下表:分析各元素的质量分数可知前二种加热方式得到的产物为混合物,其中酒精灯加热所得产物的组成最多有9种;
加热方式产物元素组成各元素的质量分数/%
FeO
酒精灯Fe和O74.5025.50
带网罩酒精灯Fe和O76.4823.52
酒精喷灯Fe100.000.00
(5)通过进一步的仪器分析测出前两种加热方式得到的固体粉末成分均为Fe3O4和Fe,用酒精喷灯加热得到的固体粉末成分为Fe.请计算利用酒精灯加热方式混合物中Fe3O4和Fe的质量比为12:1(要求保留整数);
(6)通过查资料获取如下信息:I.酒精灯平均温度为600℃,加网罩酒精灯平均温度为700℃,酒精灯平均温度为930℃.II.资料指出当反应温度高于710,Fe能稳定存在,680℃~710℃之间,FeO稳定存在,低于680℃,则主要是Fe3O4,试分析酒精灯加热条件下生成Fe的原因是长时间集中加热使局部温度达到还原生成铁所需要的温度;生成Fe的过程中发生的所有反应的化学方程式3Fe2O3+CO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Fe3O4+CO2,Fe3O4+CO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3FeO+CO2,Fe2O3+3CO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Fe+3CO2
18.ClO2是一种优良的消毒剂,浓度过高时易发生分解,常将其制成NaClO2固体,以便运输和贮存,过氧化氢法制备NaClO2固体的实验装置如图1所示.
已知:2NaClO3+H2O2+H2SO4═2ClO2↑+O2↑+Na2SO4+2H2O
2ClO2+H2O2+2NaOH═2NaClO2+O2↑+2H2O
ClO2熔点-59℃、沸点11℃;H2O2沸点150℃

请回答:
(1)仪器A的作用是防止倒吸;冰水浴冷却的目的是降低NaClO2的溶解度、减少H2O2的分解、增加ClO2的溶解度、减少ClO2的分解(写两种).
(2)空气流速过快或过慢,均降低NaClO2产率,试解释其原因空气流速过慢时,ClO2不能及时被移走,浓度过高导致分解;空气流速过快时,ClO2不能被充分吸收
(3)Clˉ存在时会催化ClO2的生成.反应开始时在三颈烧瓶中加入少量盐酸,ClO2的生成速率大大提高,并产生微量氯气.该过程可能经两步完成,请将其补充完整:①2ClO3-+2Cl-+4H+=2ClO2↑+Cl2↑+2H2O(用离子方程式表示),②H2O2+Cl2═2Cl-+O2+2H+
(4)H2O2浓度对反应速率有影响.通过图2所示装置将少量30% H2O2溶液浓缩至40%,B处应增加一个设备.该设备的作用是减压,馏出物是H2O.
(5)抽滤法分离NaClO2过程中,下列操作不正确的是C
A.为防止滤纸被腐蚀,用玻璃纤维代替滤纸进行抽滤
B.先转移溶液至漏斗,待溶液快流尽时再转移沉淀
C.洗涤沉淀时,应使洗涤剂快速通过沉淀
D.抽滤完毕,断开水泵与吸滤瓶间的橡皮管,关闭水龙头.
 0  162205  162213  162219  162223  162229  162231  162235  162241  162243  162249  162255  162259  162261  162265  162271  162273  162279  162283  162285  162289  162291  162295  162297  162299  162300  162301  162303  162304  162305  162307  162309  162313  162315  162319  162321  162325  162331  162333  162339  162343  162345  162349  162355  162361  162363  162369  162373  162375  162381  162385  162391  162399  203614 

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