【题目】硼(B)可形成H3BO3、NaBH4、NaBO2等化合物,用途广泛。

(1)H3BO3为一元弱酸,常温下,在水中存在如下电离平衡:

H3BO3 + H2O[B(OH)4]-+H+,Ka=5.72×10-10

① 25℃时,0.175 mol/L的H3BO3溶液pH约为_________(取整数)。

② 已知碳酸H2CO3的电离平衡常数为Ka1 = 4.4×10-7,Ka2 = 5.6×10-11。将少量碳酸钠溶液滴加到饱和硼酸溶液中,反应的离子方程式为_________

(2)在容积恒定为2 L的密闭容器中加入足量BPO4和Na固体并充入一定量的H2(g)发生储氢反应:BPO4(s)+4Na(s)+2H2(g)Na3PO4(s)+NaBH4(s) △H<0

① 体系中H2的物质的量与反应时间的关系如表所示:

t /min

0

2

4

6

8

10

n(H2)/mol

2.0

1.5

1.2

0.9

0.8

0.8

下列有关叙述正确的是(填标号)_________

a. 当容器内气体的摩尔质量不再变化时,反应达到平衡状态

b. 10 min时向容器内通入少量H2,则重新达平衡前ν(放氢)> ν(吸氢)

c. 保持温度不变,平衡后再充入1 mol H2,达新平衡时H2的浓度为0.4 mol/L

d. 升高温度,放氢速率加快,重新达到平衡时容器压强增大

② 下图为相同时间,NaBH4的产率与反应温度的关系曲线。NaBH4的产率在603K之前随温度升高而增大的原因是_________

(3)NaBH4(s)遇H2O(l)剧烈水解,生成氢气和NaBO2(s)。

① 通常状况下,实验测得3.8gNaBH4(s)发生水解反应放出21.6 kJ热量,写出该反应的热化学方程式_________

② t1/2为NaBH4水解的半衰期(水解一半所需要的时间,单位为min)。lg t1/2随pH和温度的变化如图所示。溶液pH=4时,NaBH4________(填“能”或“不能”)稳定存在;T1_________T2。(填 “>”或“<”)

【题目】二甲醚(CH3OCH3)是一种新兴化工原料,具有甲基化反应性能。

I.二甲醚的生产:二甲醚的生产原理之一是利用甲醇脱水成二甲醚,化学方程式如下:

反应i 2CH3OH(g) CH3OCH3(g) + H2O(g) ΔH 1

1)已知:甲醇、二甲醚的气态标准燃烧热分别为-761.5 kJ·mol-1-1455.2 kJ·mol-1,且H2O(g) = H2O(l) ΔH=﹣44.0 kJ·mol1。则反应iΔH 1_________kJ·mol1.

2)反应i中甲醇转化率、二甲醚选择性的百分率与不同催化剂的关系如下表所示,生产时,选择的最佳催化剂是_________

催化剂

甲醇转化率/%

二甲醚选择性/%

SiO2-TiO2/SO42-

35.1

98.1

SiO2-TiO2/Fe3+

52.9

98.7

GSAL-108

81.0

98.1

SiO2-Al2O3

62.1

96.4

注:反应条件:常压、温度270℃,甲醇液体空速14mL/(g·h)

3)选定催化剂后,测得平衡时的甲醇转化率与温度的关系如图所示。经研究产物的典型色谱图发现该过程主要存在的副反应为:

反应ii 2CH3OH(g) C2H4 (g)+2H2O(g) ΔH2=﹣29.1kJ·mol1

工业上生产二甲醚的温度通常在270-300℃,高于330℃之后,甲醇转化率下降。

根据化学平衡移动原理分析其原因可能是_________

根据化学反应速率变化分析其原因可能是_________

某温度下,以CH3OH(g)为原料,平衡时各物质的分压数据如下表:

物质

CH3OH(g)

CH3OCH3(g)

C2H4 (g)

H2O(g)

分压/MPa

0.16

0.288

0.016

则反应i中,CH3OH(g)的平衡转化率α=_________。(用平衡分压代替平衡浓度计算;结果保留两位有效数字。)

II.二甲醚的应用:

4)下图为绿色电源直接二甲醚燃料电池的工作原理示意图。该电池的负极反应式为:_________

 0  196355  196363  196369  196373  196379  196381  196385  196391  196393  196399  196405  196409  196411  196415  196421  196423  196429  196433  196435  196439  196441  196445  196447  196449  196450  196451  196453  196454  196455  196457  196459  196463  196465  196469  196471  196475  196481  196483  196489  196493  196495  196499  196505  196511  196513  196519  196523  196525  196531  196535  196541  196549  203614 

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