(14分)二甲醚是一种重要的清洁燃料,也可替代氟利昂作制冷剂等,对臭氧层无破坏作用。工业上可利用煤的气化产物(水煤气)合成二甲醚。
请回答下列问题:
⑴ 煤的气化的主要化学反应方程式为:___________________________。
⑵ 煤的气化过程中产生的有害气体H2S用Na2CO3溶液吸收,生成两种酸式盐,该反应的化学方程式为:________________________________________。
⑶ 利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下:
① 2H2(g)+ CO(g) CH3OH(g);ΔH = -90.8kJ·mol-1
② 2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+ H2O(g);ΔH= -23.5 kJ·mol-1
③ CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g);ΔH= -41.3 kJ·mol-1
总反应:3H2(g)+ 3CO(g) CH3OCH3(g) + CO2 (g)的ΔH= ___________;
一定条件下的密闭容器中,该总反应达到平衡,要提高CO的转化率,可以采取的措施是__________(填字母代号)。
a.高温高压 b.加入催化剂 c.减少CO2的浓度
d.增加CO的浓度 e.分离出二甲醚
⑷ 已知反应②2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+ H2O(g)某温度下的平衡常数为400 。此温度下,在密闭容器中加入CH3OH ,反应到某时刻测得各组分的浓度如下:
| 物质 | CH3OH | CH3OCH3 | H2O |
| 浓度/(mol·L-1) | 0.44 | 0.6 | 0.6 |
① 比较此时正、逆反应速率的大小:v正 ______ v逆 (填“>”、“<”或“=”)。
② 若加入CH3OH后,经10 min反应达到平衡,此时c(CH3OH)= _________;该时间内反应速率v(CH3OH)= __________。
(13分)某研究性学习小组在网上收集到如下信息:Fe(NO3)3溶液可以蚀刻银,制作美丽的银饰。他们对蚀刻银的原因进行了如下探究:
[实验]制备银镜,并与Fe(NO3)3溶液反应,发现银镜溶解。
(1)下列有关制备银镜过程的说法正确的是 。
a.边振荡盛有2%的AgNO3溶液的试管,边滴入2%的氨水。至最初的沉淀恰好溶解为止
b.将几滴银氨溶液滴入2 mL乙醛中
c.制备银镜时,用酒精灯的外焰给试管底部加热
d.银氨溶液具有较弱的氧化性
e.在银氨溶液配制过程中,溶液的pH增大
[提出假设]
假设1:Fe1+具有氧化性,能氧化Ag。
假设2:Fe(NO3)3溶液显酸性,在此酸性条件下NO3能氧化Ag。
[设计实验方案,验证假设]
(2)甲同学从上述实验的生成物中检验出Fe3+,验证了假设1成立。请写出Fe3+氧化Ag的离子方程式: 。
(3)乙同学设计实验验证假设2,请帮他完成下表中内容(提示: NO
在不同条件下的还原产物较复杂,有时难以观察到气体产生)。
| 实验步骤(不要求写具体操作过程) | 预期现象和结论 |
| ① ② …… | 若银镜消失,假设2成立。 若银镜不消失,假设2不成立。 |
[思考与交流]
(4)甲同学验证了假设1成立,若乙同学验证了假设2也成立。则丙同学由此得出结论:Fe(NO3)3溶液中的Fe3+和NO
都氧化了Ag。
你是否同意丙同学的结论,并简述理由: 。
(8分)“碘钟”实验中,3I—+ S2O32- = I3—+SO42-的反应速率可以用I3—与加入的淀粉溶液显蓝色的时间t来度量,t越小,反应速率越大。某探究性学习小组在20℃进行实验,得到数据如下表:
| 实验编号 | ① | ② | ③ | ④ | ⑤ |
| c(I—)/mol·L-1 | 0.040 | 0.080 | 0.080 | 0.160 | 0.120 |
| c(S2O32-)/mol·L-1 | 0.040 | 0.040 | 0.080 | 0.120 | 0.040 |
| t/s | 88.0 | 44.0 | 22.0 | 44.0 | t1 |
回答下列问题:
(1)该实验的目的是 。
(2)显色时间t1=
(3)温度对该反应的反应速率的影响符合一般规律,若在40℃下进行编号③对应浓度的实验,显色时间t2的范围为 (填字母)。
A.<22s B.22—44s C.>44s D.数据不足,无法判断
(4)通过分析比较上表数据,得到的结论是 。