【題目】二甲醚(CH3OCH3)是一種清潔、高效、具有優(yōu)良的環(huán)保性能的可燃物,被稱為21世紀(jì)的新型能。工業(yè)制備二甲醚的生產(chǎn)流程如下:
催化反應(yīng)室中(壓力2.0~10.0MPa,溫度300℃)進(jìn)行下列反應(yīng):
(Ⅰ)CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH1=-90.7kJ·mol-1
(Ⅱ)2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH2=-23.5kJ·mol-1
(Ⅲ)CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) ΔH3=-41.2kJ·mol-1
(1)催化反應(yīng)室中的總反應(yīng):3CO(g)+3H2(g) CH3OCH3(g)+CO2(g)
①該反應(yīng)的反應(yīng)熱△H=__________。
②催化反應(yīng)室中采用300℃的反應(yīng)溫度,理由是______________________________。
(2)已知:反應(yīng)(Ⅰ)在300℃時(shí)的化學(xué)平衡常數(shù)為0.27。該溫度下將2molCO、3molH2和2molCH3OH充入容積為2L的密閉容器中,此時(shí)反應(yīng)將__________(填“正向進(jìn)行”、“逆向進(jìn)行”或“處于平衡狀態(tài)”)。
(3)上述流程中二甲醚精制的實(shí)驗(yàn)操作名稱為____________________。
(4)如圖為綠色電“二甲醚燃料電池”的工作原理示意圖。
①該電池工作時(shí),H+向__________極移動(dòng)(填“正”或“負(fù)”);
②a電極的電極反應(yīng)式為________________________________________。
【答案】 (1)①-246.1KJ/mol, 提高化學(xué)反應(yīng)速率 逆向進(jìn)行 蒸餾 正 CH3OCH3-12e-+3H2O=2CO2+12H+
【解析】(1)①已知:(Ⅰ)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H=-90.7kJ/mol,(Ⅱ)2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)△H=-23.5kJ/mol,(Ⅲ)CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)△H=-41.2kJ/mol,由蓋斯定律可知,Ⅰ×2+Ⅱ+Ⅲ得3CO(g)+3H2(g)CH3OCH3(g)+CO2(g)△H= -246.1kJ/mol;
②反應(yīng)放熱,高溫不利用原料的利用,溫度低原料利用率高,但反應(yīng)較慢,不利于實(shí)際生產(chǎn),采用300℃的反應(yīng)溫度,目的(保證催化劑的活性最大),提高化學(xué)反應(yīng)速率;
(2)該溫度下將2mol CO、3mol H2和2mol CH3OH充入容積為2L的密閉容器中,此時(shí)c(CO)=1mol/L,c(H2)=1.5mol/L,c(CH3OH)=1mol/L,濃度商Qc==0.44,大于平衡常數(shù)0.27,故反應(yīng)向逆反應(yīng)進(jìn)行;
(3)二甲醚、乙醇、水為互溶的液體,沸點(diǎn)不同,采取蒸餾的方法將二甲醚分離;
(4)①反應(yīng)本質(zhì)是二甲醚的燃燒,原電池負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),二甲醚在負(fù)極放電,正極反應(yīng)還原反應(yīng),氧氣在正極放電,由圖可知,氫離子移向b電極,b電極正極;
②a極為負(fù)極,二甲醚放電生成二氧化碳與氫離子,a電極的電極反應(yīng)式為 CH3OCH3-12e-+3H2O=2CO2+12H+。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】閃鋅礦(主要成分ZnS,含Cd、Fe、Cu等元素雜質(zhì))是冶煉鋅單質(zhì)的原料,有兩種常見的冶煉方式:火法煉鋅和濕法煉鋅。兩種方法均先將閃鋅礦加熱焙燒,得到以ZnO為主要成分的焙砂,再分別經(jīng)過兩條路線得到單質(zhì)鋅,同時(shí)得到副產(chǎn)品。
已知:
(I)相關(guān)金屬單質(zhì)的熔沸點(diǎn)
金屬單質(zhì) | Zn | Fe | Cu | Cd |
熔點(diǎn) (K) | 693 | 1812 | 1356 | 594 |
沸點(diǎn) (K) | 1180 | 3023 | 2840 | 1040 |
(II)幾種離子生成氫氧化物沉淀的pH
Fe3+ | Zn2+ | Cu2+ | Cd2+ | |
開始沉淀pH | l.l | 5.9 | 4.7 | 6.9 |
完全沉淀pH | 3.2 | 8.9 | 6.7 | 9.6 /span> |
請(qǐng)回答下列問題:
(1) 步驟②若焦炭與ZnO(s)反應(yīng)生成1mol CO時(shí)吸收akJ的熱量,請(qǐng)寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式___________________________________________________。
(2)步驟④中操作I的分離方法為蒸餾,得到副產(chǎn)品粗鎘需控制溫度為____左右。
(3)步驟⑦需調(diào)節(jié)溶液pH為_______,目的是_____________________________。
(4)寫出步驟⑧中反應(yīng)的離子方程式___________________________(任寫一個(gè))
(5)步驟⑨以Pt為電極進(jìn)行電解,陰極的電極反應(yīng)方程式為________________。
(6)分別取閃鋅礦200kg,通過火法煉鋅得到Zn的質(zhì)量為65kg,通過濕法煉鋅得到Zn的質(zhì)量為78kg,閃鋅礦中ZnS的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為___________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】丙烷燃燒可以通過以下兩種途徑:
途徑I:C3H8(g) + 5O2(g) == 3CO2(g) +4H2O(l) ΔH=-a kJ·mol-1
途徑II:C3H8(g) ==C3H6(g)+ H2(g) ΔH=+b kJ·mol-1
2C3H6(g)+ 9O2(g) == 6CO2(g) +6H2O(l) ΔH=-c kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g) == 2H2O(l) ΔH=-d kJ·mol-1(a、b、c、d均為正值)
請(qǐng)回答下列問題:
(1)判斷等量的丙烷通過兩種途徑放出的熱量,途徑I放出的熱量 ______(填“大于”、“等于”或“小于”)途徑II放出的熱量。
(2)由于C3H8(g) ==C3H6(g)+ H2(g) 的反應(yīng)中,反應(yīng)物具有的總能量______(填“大于”、“等于”或“小于”)生成物具有的總能量,那么在化學(xué)反應(yīng)時(shí)。反應(yīng)物就需要______(填“放出”、或“吸收”)能量才能轉(zhuǎn)化為生成物,因此其反應(yīng)條件是______________。
(3)b 與a、c、d的數(shù)學(xué)關(guān)系式是______________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】有Br2參加的化學(xué)反應(yīng)一定不屬于
A.復(fù)分解反應(yīng)B.置換反應(yīng)C.取代反應(yīng)D.加成反應(yīng)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】根據(jù)題意填空
(1)在 KClO3+6HCl(濃)=KCl+3Cl2↑+3H2O 的反應(yīng)中,氧化劑是 , 還原產(chǎn)物是 , 氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的質(zhì)量比是 .
(2)在反應(yīng)MnO2+4HCl=MnCl2+Cl2↑+2H2O中,每生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下4.48LCl2 , 轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為mol.
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】美國(guó)研究人員將 CO 和氧原子附著在一種鐵催化劑表面,用激光脈沖將其加熱到 2000K,成功觀察到CO 與氧原子形成化學(xué)鍵生成CO2的全過程。下列說法正確的是( )
A. CO、CO2均屬于酸性氧化物
B. O2斷鍵形成氧原子時(shí)需放出能量
C. CO 與氧原子形成化學(xué)鍵生成CO2 需要吸收能量
D. CO 與氧原子形成化學(xué)鍵過程中有電子轉(zhuǎn)移
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】對(duì)于相同物質(zhì)的量的SO2和SO3 , 下列說法中正確的是( )
A.硫元素的質(zhì)量比為5:4
B.分子數(shù)之比為1:1
C.原子總數(shù)之比為4:3
D.質(zhì)量之比為1:1
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】在2A+B 3C+5D反應(yīng)中,表示該反應(yīng)速率最快的是 ( )。
A. υ(A)= 0.5 mol/(L·s) B. υ(B)= 0.3 mol/(L·s)
C. υ(C)= 0.8 mol/(L·s) D. υ(D)= 1 mol/(L·s)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】短周期元素X、Y、Z、Q、T的原子序數(shù)與其常見化合價(jià)關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是( )
A. 1 mol TX2與足量X2反應(yīng)生成TX3的分子數(shù)目為NA
B. Z元素形成的可溶性鹽溶液可能顯堿性
C. 1 mol Y2X2與足量H2O反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為2NA
D. 0.1 mol Q元素的含氧酸在水中電離出的H+數(shù)目為3NA
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