摘要:制备时不需加热的-H2S.CO2.H2.SO2.NO.NO2 .C2H2.

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随着环保意识的增强,清洁能源越来越受人们关注.
(1)氢能在二十一世纪有可能在世界能源舞台上成为一种举足轻重的二次能源.
①硫-碘循环分解水制氢主要涉及下列反应:
I.SO2+2H2O+I2=H2SO4+2HIⅡ.2HI
通电
H2+I2Ⅲ.2H2SO4=2SO2+O2+2H2O
分析上述反应,下列判断正确的是
c
c
(填序号,下同).
a.反应Ⅲ易在常温下进行    b.反应I中SO2氧化性比HI强
c.循环过程中需补充H2O    d.循环过程中产生l mol O2的同时产生1mol H2
②利用甲烷与水反应制备氢气,因原料价廉产氢率高,具有实用推广价值,已知该反应为:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+206.1kJ?mol-1若800℃时,反应的平衡常数K1=1.0,某时刻测得该温度下,密闭容器中各物质的物质的量浓度分别为:c(CH4)=3.0mol?L-1;c(H2O)=8.5mol?L-1;c(CO)=2.0mol?L-1;c(H2)=2.0mol?L-1,则此时正逆反应速率的关系是v正
>
>
v逆.(填“>”、“<”或“=”)
③实验室用Zn和稀硫酸制取H2,反应时溶液中水的电离平衡
向右
向右
移动(填“向左”、“向右”或“不”);若加入少量下列固体试剂中的
b
b
,产生H2的速率将增大.
a.NaNO3    b.CuSO4     c.Na2SO4    d.NaHSO3
(2)甲醇是一种可再生能源,具有开发和应用的广阔前景,工业上一般可采用如下反应来合成甲醇:CO(g)+2H2(g)
加热
CH3OH(g)分析该反应并回答下列问题:
①下列各项中,不能说明该反应已达到平衡的是
d
d
.
a.恒温、恒容条件下,容器内的压强不发生变化
b.一定条件下,CH3OH分解的速率和CH3OH生成的速率相等
c.一定条件下,CO、H2和CH3OH的浓度保持不变
d.一定条件下,单位时间内消耗1mol CO,同时生成l mol CH3OH
②如图甲是该反应在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线.T1和T2温度下的平衡常数大小关系是K1
>
>
 K2.(填“>”、“<”或“=”)
③已知甲醇燃料电池的工作原理如图乙所示.

①该电池工作时,b口通入的物质为
CH3OH
CH3OH
,该电池正极的电极反应式为:
O2+4e-+4H+=2H2O
O2+4e-+4H+=2H2O
,工作一段时间后,当6.4g甲醇(CH3OH)完全反应生成CO2时,有
1.2
1.2
mol电子发生转移.
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TiO2在工业生产和日常生活中有重要用途。

(1)工业上用钛矿石(FeTiO3,含FeO、Al2O3、SiO2等杂质)经过下述反应制得:

其中,步骤②发生的主要反应为:2H2SO4+FeTiO3 == TOSO4(硫酸氧钛)+FeSO4+2H2O

净化钛矿石时,需用浓氢氧化钠溶液来处理。写出该过程中发生反应的化学方程式:________________。

步骤③中加热的目的是(请写出必要的化学方程式和文字):              。

(2)用TiO2制备金属钛的一种方法是先将TiO2与Cl2、C反应得到TiCl4,再用镁还原得到Ti。因下述反应难于发生:TiO2(s)+2Cl2(g)TiCl4(1)+O2(g)  △H=+151 kJ/mol。所以不能直接由TiO2和Cl2反应(即氯化反应)来制取TiCl4,请说明判断该反应难以发生的理由是_______。当往氯化反应体系中加入碳后,反应在高温条件下能顺利进行生成TiCl4。

已知:C(s)+O2(g)=CO2(g)    △H=394 kJ/mol。

则TiO2(s)+C(s)+2Cl2(g)=TiCl4(1)+CO2(g)  △H=________

从化学平衡的角度解释:往氯化反应体系中加入碳时,氯化反应能顺利进行的原因是_______________。

(3)下图是一种染料敏化太阳能电池的示意图。电池的一个由有机光敏染料(S)涂覆TiO2纳米晶体表面制成,另一电极由导电玻璃镀铂构成,电池中发生的反应为:

TiO2/STiO2/S* (激发态)

TiO2/S* TiO2/S+ + e-

I3-+2e-3I-

2TiO2/S*+I3-  2TiO2/S + I3-

下列关于该电池叙述正确的是        

A.电池工作时,I-离子在镀铂导电玻璃电极上放电

B.电池工作时,是将太阳能转化为电能

C.电池的电解质溶液中I-和I3- 浓度不会减少

D.电池中镀铂导电玻璃为正极

 

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(2012?万安县模拟)能源问题是人类社会面临的重大课题,日本大地震引起的核泄漏事故引起了人们对核能源的恐慌.而甲醇是未来重要的绿色能源之一.以CH4和H2O为原料,通过下列反应来制备甲醇.
①CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+206.0kJ/mol
②CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)△H=-129.0kJ/mol
(l)CH4(g)与H2O(g)反应生成CH3OH(g)和H2(g)的热化学方程式为
CH4(g)+H2O(g)=CH3OH(g)+H2(g)△H=+77.0KJ/L
CH4(g)+H2O(g)=CH3OH(g)+H2(g)△H=+77.0KJ/L
.
(2)将1.0molCH4和2.0molH2O(g)通过容积为100L的反应室,在一定条件下发生反应I,测得在一定的压强下CH4的转化率与温度的关系如图1.

①假设100℃时达到平衡所需的时间为5min,则用H2表示该反应的平均反应速率为
0.0024mol/L?min
0.0024mol/L?min
;
②100℃时反应I的平衡常数为
7.2×10-5(mol/L)2
7.2×10-5(mol/L)2
.
(3)在压强为0.1MPa、温度为300℃条件下,将1.0molCO与2.0molH2的混合气体在催化剂作用下发生反应Ⅱ生成甲醇,平衡后将容器的容积压缩到原来的
1
2
,其他条件不变,对平衡体系产生的影响是
CD
CD
(填字母序号).
A.c(H2)减小               B.正反应速率加快,逆反应速率减慢
C.CH3OH的物质的量增加       D.重新平衡时
c(H2)
c(CH3OH)
减小      E.平衡常数K增大
(4)工业上利用甲醇制备氢气的常用方法有两种:
①甲醇蒸气重整法.该法中的一个主要反应为CH3OH(g)?CO(g)+2H2(g),此反应能自发进行的原因是:
反应是熵增加的反应
反应是熵增加的反应
.
②甲醇部分氧化法.在一定温度下以Ag/CeO2-ZnO为催化剂时原料气比例对反应的选择性(选择性越大,表示生成的该物质越多)影响关系如图2所示.则当n(O2)/n(CH3OH)=0.25时,CH3OH与O2发生的主要反应方程式为
2CH3OH+O2
催化剂
加热
2HCHO+2H2O
2CH3OH+O2
催化剂
加热
2HCHO+2H2O
.
(5)甲醇对水质会造成一定的污染,有一种电化学法可消除这种污染,其原理是:通电后,将Co2+氧化成Co3+,然后以Co3+做氧化剂把水中的甲醇氧化成CO2而净化.实验室用图3装置模拟上述过程:
①写出阳极电极反应式
Co2+-e-=Co3+
Co2+-e-=Co3+
;
②写出除去甲醇的离子方程式
6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+;
6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+;
.
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苯甲酸乙酯(C9H10O2)别名为安息香酸乙酯。 它是一种无色透明液体,不溶于水,稍有水果气味,用于配制香水香精和人造精油,大量用于食品工业中,也可用作有机合成中间体,溶剂等。其制备方法为:

已知:

名称

相对分子质量

颜色,状态

沸点(℃)

密度(g·cm-3)

苯甲酸*

122

无色片状晶体

249

1.2659

苯甲酸乙酯

150

无色澄清液体

212.6

1.05

乙醇

46

无色澄清液体

78.3

0.7893

环己烷

84

无色澄清液体

80.8

0.7318

*苯甲酸在100℃会迅速升华。

实验步骤如下:

①在圆底烧瓶中加入12.20 g苯甲酸,25 mL 95%的乙醇(过量),20 mL环己烷以及4 mL浓硫酸,混合均匀并加入沸石,按下图所示装好仪器,控制温度在65~70℃加热回流2 h。利用分水器不断分离除去反应生成的水,回流环己烷和乙醇。

②反应结束,打开旋塞放出分水器中液体后,关闭旋塞,继续加热,至分水器中收集到的液体不再明显增加,停止加热。

③将烧瓶内反应液倒入盛有适量水的烧杯中,分批加入Na2CO3至溶液至呈中性。用分液漏斗分出有机层,水层用25 mL乙醚萃取分液,然后合并至有机层,加入氯化钙,静置,过滤,对滤液进行蒸馏,低温蒸出乙醚和环己烷后,继续升温,接收210~213℃的馏分。

④检验合格,测得产品体积为12.86 mL。

回答下列问题:

(1)在该实验中,圆底烧瓶的容积最适合的是????????? (填入正确选项前的字母)。

A.25 mL?? ?? B.50 mL? ?? ? C.100 mL? ?? ? D.250 mL

(2)步骤①中使用分水器不断分离除去水的目的是????????????????????? 。

(3)步骤②中应控制馏分的温度在???????????? 。

A.65~70℃???????? B.78~80℃????? C.85~90℃????? D.215~220℃

(4)步骤③加入Na2CO3的作用是?????????????????????? ;若Na2CO3加入不足,在之后蒸馏时,蒸馏烧瓶中可见到白烟生成,产生该现象的原因是????????????????????????????????????? ?? 。

(5)关于步骤③中的萃取分液操作叙述正确的是??????????

A.水溶液中加入乙醚,转移至分液漏斗中,塞上玻璃塞,分液漏斗倒转过来,用力振摇

B.振摇几次后需打开分液漏斗上口的玻璃塞放气

C.经几次振摇并放气后,手持分液漏斗静置待液体分层

D.放出液体时,应打开上口玻璃塞或将玻璃塞上的凹槽对准漏斗口上的小孔

(6)计算本实验的产率为??????????????? 。

 

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