图1是煤化工产业链的一部分,试运用所学知识,解决下列问题:
I.已知该产业链中某反应的平衡表达式为:K=
C(H2)?C(CO)
C(H2O)
,它所对应反应的化学方程式为
C(s)+H2O(g)?CO(g)+H2(g)
C(s)+H2O(g)?CO(g)+H2(g)

II.二甲醚(CH3OCH3)在未来可能替代柴油和液化气作为洁净液体燃料使用,工业上以CO和H2为原料生产CH3OCH3.工业制备二甲醚在催化反应室中(压力2.0~10.0Mpa,温度230~280℃)进行下列反应:
①CO(g)+2H2(g)
高温
CH3OH(g)△H1=-90.7kJ?mol-1
②2CH3OH(g)
高温
CH3OCH3(g)+H2O(g)△H2=-23.5kJ?mol-1
③CO(g)+H2O(g)
高温
CO2(g)+H2(g)△H3=-41.2kJ?mol-1
(1)催化反应室中总反应的热化学方程式为
3CO(g)+3H2(g)?CH3OCH3(g)+CO2(g)△H=-247KJ?mol-1
3CO(g)+3H2(g)?CH3OCH3(g)+CO2(g)△H=-247KJ?mol-1
.830℃时反应③的K=1.0,则在催化反应室中反应③的K
1.0(填“>”、“<”或“=”).
(2)在某温度下,若反应①的起始浓度分别为:c(CO)=1mol/L,c(H2)=2.4mol/L,5min后达到平衡,CO的转化率为50%,则5min内CO的平均反应速率为
0.1mol/(L?min)
0.1mol/(L?min)
;若反应物的起始浓度分别为:c(CO)=4mol/L,c(H2)=a mol/L;达到平衡后,c(CH3OH)=2mol/L,a=
5.4
5.4
mol/L.
(3)为了寻找合适的反应温度,研究者进行了一系列试验,每次试验保持原料气组成、压强、反应时间等因素不变,试验结果如图2,CO转化率随温度变化的规律是
由图表可知,温度低于240℃时,CO的转化率随着温度的升高而增大;温度高于240℃时,CO的转化率随着温度的升高而减小
由图表可知,温度低于240℃时,CO的转化率随着温度的升高而增大;温度高于240℃时,CO的转化率随着温度的升高而减小
,其原因是
在较低温时,各反应体系均未达到平衡,CO的转化率主要受反应速率影响,随着温度的升高反应速率增大,CO的转化率也增大;在较高温时,各反应体系均已达到平衡,CO的转化率主要受反应限度影响,随着温度的升高平衡向逆反应方向移动,CO的转化率减小
在较低温时,各反应体系均未达到平衡,CO的转化率主要受反应速率影响,随着温度的升高反应速率增大,CO的转化率也增大;在较高温时,各反应体系均已达到平衡,CO的转化率主要受反应限度影响,随着温度的升高平衡向逆反应方向移动,CO的转化率减小

(4)“二甲醚燃料电池”是一种绿色电源,其工作原理如图3所示.写出a电极上发生的电极反应式
CH3OCH3+3H2O-12e-=2CO2+12H+
CH3OCH3+3H2O-12e-=2CO2+12H+

课外兴趣小组设计图所示装置,用粗铁粒与密度为1.89g?mL-1(质量分数为5%)的硝酸反应制取NO气体.请回答有关问题.
(1)密度为1.89g?mL-1的硝酸的物质的量浓度为
1.5mol/L
1.5mol/L

(2)NO气体能用排水法收集,而不能用排空气法收集的可能原因是
NO密度与空气接近,且能与空气中氧气反应
NO密度与空气接近,且能与空气中氧气反应

(3)当打开止水夹a,关闭止水夹b时,A装置的干燥管中观察到的现象是
有无色气体生成,逐渐变为红棕色,同时金属溶解
有无色气体生成,逐渐变为红棕色,同时金属溶解
.当A装置中气体几乎无色时,打开止水夹b,关闭止水夹a,可用C装置收集NO气体.
(4)完全反应后,A装置烧杯里含铁元素的价态可能是+2价或+3价或+2价和+3价.现有仪器和药品:试管和胶头滴管,0.1mol?L-1KSCN溶液、0.1mol?L-1KI溶液、0.2mol?L-1酸性KMnO4溶液、氯水等.请设计一个简单实验,探究上述判断,填写下列实验报告:
实验步骤 操作 现象与结论
第一步 取少量液体装于试管,向试管中滴入几滴KSCN溶液
溶液变红说明含有Fe3+,溶液不变红色说明不含Fe3+
溶液变红说明含有Fe3+,溶液不变红色说明不含Fe3+
第二步
取溶液少许于试管内,滴加几滴酸性高锰酸钾溶液.
取溶液少许于试管内,滴加几滴酸性高锰酸钾溶液.
若溶液紫色褪去,则说明含有Fe2+,若无明显变化,则说明不含Fe2+
 0  21186  21194  21200  21204  21210  21212  21216  21222  21224  21230  21236  21240  21242  21246  21252  21254  21260  21264  21266  21270  21272  21276  21278  21280  21281  21282  21284  21285  21286  21288  21290  21294  21296  21300  21302  21306  21312  21314  21320  21324  21326  21330  21336  21342  21344  21350  21354  21356  21362  21366  21372  21380  203614 

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