【題目】甲醇CH3OH)是一種重要的化工原料,工業(yè)上有多種方法可制得甲醇成品
(一)以CO、H2和CO2制備甲醇
①CO2(g)+H2(g) COg)+H2O(g) H1
②CO(g)+2H2 (g) CH3OH(g) △H2
③CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) H3
(1)已知:反應①的化學平衡常數(shù)K和溫度的關(guān)系如下表
t/℃ | 700 | 800 | 830 | 1000 | 1200 |
K | 0.6 | 0.9 | 1.0 | 1.7 | 2.6 |
則下列說法正確的是______
A.反應①正反應是吸熱反應
B.一定體積的密閉容器中,壓強不再變化時,說明反應①達到平衡狀態(tài)
C.1100℃時,反應①的K可能為1.5
D.在1000℃時,[c(CO2)·c(H2)]/[c(CO)·c(H2O)]約為0.59
(2)比較△H2_____△H3(填“>”、“=”或“<”)
(3)現(xiàn)利用②和③兩個反應合成CH3OH,已知CO可使反應的催化劑壽命下降若氫碳比表示為f=[n(H2)-n(CO2)]/[n(CO)+n(CO2)],則理論上f=_____時,原料氣的利用率高,但生產(chǎn)中住往采用略高于該值的氯碳比,理由是_________________________________.
(二)以天然氣為原料,分為兩階段制備甲醇:
(i)制備合成氣:CH4(g)+H2Og) CO(g)+3H2(g) H1>0
(ii)合成甲醇:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) H2>0
在一定壓強下,1 mol CH4(g)和1 mol H2O(g)在三種不同催化劑作用下發(fā)生反應(i),經(jīng)歷相同時間時,CO的物質(zhì)的量(n)隨溫度變化的關(guān)系如圖1
(1)下列說法正確的是_______
A.曲線①中n(CO)隨溫度變化的原因是正反應為吸熱反應,升高溫度,平衡向右移動
B.三種催化劑中,催化劑③的催化效果最好,所以能獲得最高的產(chǎn)率
C.當溫度低于700℃時的曲線上的點可能都沒有到達平衡
D.若溫度大于700℃時,CO的物質(zhì)的量保持不變
(2)500℃時,反應(1)在催化劑①的作用下到10mim時達到平衡,請在圖2中畫出反應(1)在此狀態(tài)下0至12分鐘內(nèi)反應體系中H2的體積分數(shù)(H2)隨時間t變化的總趨勢___________________
(三)研究表明,CO也可在酸性條件下通過電化學的方法制備甲醇,原理如圖3所示。
(1)產(chǎn)生甲醇的電極反應式為___________________;
(2)甲醇燃料電池應用很廣,其工作原理如圖4,寫出電池工作時的負極反應式:___________。
【答案】AD < 2 使CO充分反應,避免反應催化劑壽命下降 C CO+4H++4 e-= CH3OH CH3OH+H2O-6e-=CO2+6H+
【解析】
(一)(1)根據(jù)表格數(shù)據(jù),溫度越高,平衡常數(shù)越大,說明反應向正反應移動,正反應為吸熱,A正確;反應①CO2(g)+H2(g) COg)+H2O(g)是反應前后氣體體積不變的體系,壓強不影響平衡移動,B錯誤;1000℃時K為1.7,溫度越高,平衡常數(shù)越大,1100℃時K>1.7,C錯誤;在1000℃時,[c(CO2)·c(H2)]/[c(CO)·c(H2O)]為K的倒數(shù),約為0.59,D正確;答案為AD。
(2)隨溫度升高K1增大,說明反應①的正反應為吸熱反應,△H1>0,蓋斯定律計算得到△H3=△H1+△H2,則△H2<△H3。
(3)由①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ②CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)化學方程式可知=2,原料氣的利用率最高,但生產(chǎn)中往往采用略高于該值的氫碳比,理由:使CO充分反應,避免反應催化劑壽命下降,故答案為:2;使CO充分反應,避免反應催化劑壽命下降;
(二) (1)曲線①中n(CO)隨溫度升高而增大,反應逆向進行,正反應為放熱,A錯;催化劑③的使用時n(CO)變化量少,即CO轉(zhuǎn)化率低,產(chǎn)率也不高,B錯;當體系中各物質(zhì)的物質(zhì)的量保持不變時,反應平衡,根據(jù)圖象,曲線上的點在不停地變化,反應沒有達到平衡,C正確;溫度大于700℃時,CO的物質(zhì)的量曲線未畫出,不一定保持不變,D錯誤。答案選C。
(2)根據(jù)圖一中CO的物質(zhì)的量曲線及反應中H2生成和消耗的計量關(guān)系,0至12分鐘內(nèi)反應體系中生成物H2的體積分數(shù)(H2)隨時間t變化的總趨勢為
(三)(1)CO也可在酸性條件下通過電化學的方法制備甲醇,據(jù)圖3可知,一氧化碳得電子生成甲醇,則產(chǎn)生甲醇的電極反應式為CO+4H++4 e-= CH3OH;
(2)據(jù)圖4可知,正極上氧氣得電子和氫離子反應生成水,電極反應式為:3O2+12H++12e=6H2O,負極上甲醇失電子和水反應生成二氧化碳和氫離子,電極反應式為2CH3OH12e+2H2O=2CO2↑+12H+,故答案為:CH3OH6e+H2O=CO2↑+6H+;
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【題目】丁苯酞()是一種治療腦血管疾病的藥物,它的一種合成路線如圖:
已知:
(1)Y的名稱是_____。
(2)H的結(jié)構(gòu)簡式為___。
(3)X→Y的反應類型是_____。H→丁苯酚的“一定條件”指_____。
(4)寫出W→X的化學方程式:_____。
(5)W的二溴代物有___種,其中一種在核磁共振氫譜上有3組峰的結(jié)構(gòu)為___(填結(jié)構(gòu)簡式)。
(6)以某烯烴為原料合成(CH3)3CMgBr,參照上述流程,設(shè)計合成路線。___
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】某溫度下,將濃度都是0.1mol·L-1的X2、Y2兩種氣體充入至密閉容器中,使之發(fā)生反應生成氣體Z,達到平衡時c(X2)=0.04mol·L-1、c(Y2)=0.08mol·L-1、c(Z)=0.04mol·L-1,則該反應的反應式是
A. X2+2Y2XY2 B. 3X2+Y22X3Y
C. 2X2+Y22X2Y D. X2+3Y22XY3
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【題目】向NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加0.1molL﹣1稀鹽酸,CO2的生成量與加入鹽酸的體積(V)的關(guān)系如圖所示。下列判斷正確的是( )
A.在0﹣a范圍內(nèi),只發(fā)生中和反應
B.ab段發(fā)生反應的離子方程式為:CO32-+2H+=CO2↑+H2O
C.a=0.3
D.原混合溶液中NaOH與Na2CO3的物質(zhì)的量之比為1:2
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】綜合利用海水可以制備食鹽、純堿、金屬鎂等物質(zhì),其流程如圖所示:
(1)從海水中獲得淡水的裝置如圖,其中有_____處錯誤。
(2)在母液中通入氯氣的離子方程式為_____,從溶液A中提取Br2,需要的主要儀器是____
(3)操作③是_____
(4)粗鹽中含有Na2SO4、MgCl2、CaCl2等可溶性雜質(zhì)。
①為制得純凈的NaCl晶體,操作如下:
a.溶解;
b.依次加入過量的_____溶液、NaOH溶液、_____溶液;
c._____;
d.加適量鹽酸;
e._____(請補全缺少的試劑和實驗步驟)
②步驟b中,加入最后一種試劑發(fā)生反應的離子方程式為_____
(5)用這種方法制得的Na2CO3中有少量的NaCl,檢驗NaCl的實驗為_____
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】某小組用如圖裝置制取漂白液(氣密性已檢驗,試劑已添加),并研究其相關(guān)性質(zhì)。
操作和現(xiàn)象:打開分液漏斗的活塞,緩緩滴加一定量濃鹽酸,點燃酒精燈;一段時間后,關(guān)閉分液漏斗的活塞,熄滅酒精燈。
(1)燒瓶中所進行反應的離子方程式為_____
(2)圖中飽和食鹽水的作用是_____
(3)圖中盛NaOH溶液的瓶中反應的離子方程式為_____
(4)若用如圖裝置收集多余的氯氣,請在虛線框內(nèi)畫出該裝置簡圖_____
(5)修改方案后,該小組同學制得了較高濃度的NaClO溶液。他們把漂白液和滴有酚酞的紅色Na2SO3溶液混合后,得到無色溶液。(已知:Na2SO3溶液顯堿性,Na2SO4溶液顯中性)
提出猜想:
Ⅰ.NaClO把Na2SO3氧化成Na2SO4
Ⅱ.NaClO把酚酞氧化了
Ⅲ.NaClO把Na2SO3和酚酞都氧化了
①下列實驗方案中,要證明NaClO氧化了Na2SO3的最佳實驗方案是_____
a.向混合后的溶液中加入過量氯化鋇溶液
b.向混合后的溶液中加入過量鹽酸,再加入氯化鋇溶液
c.向混合后的溶液中加入過量硝酸,再加入氯化鋇溶液
d.向混合后的溶液中加入氫氧化鋇溶液,過濾后,在沉淀中加入過量鹽酸
②為證明NaClO氧化了酚酞,可進行的實驗是_____
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【題目】在兩份相同的Ba(OH)2溶液中,分別滴入物質(zhì)的量濃度相等的H2SO4、NaHSO4溶液,其導電能力隨滴入溶液體積變化的曲線如右圖所示。下列分析不正確的是( )
A. ①代表滴加H2SO4溶液的變化曲線
B. b點,溶液中大量存在的離子是Na+、OH–
C. c點,兩溶液中含有相同量的OH–
D. a、d兩點對應的溶液均顯中性
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【題目】(一)工業(yè)上用CO2和H2反應合成二甲醚。已知:
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-49.1 kJ·mol-1
2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H2=-24.5 kJ·mol-1
(1)寫出CO2(g)和H2(g)轉(zhuǎn)化為CH3OCH3(g)和H2O(g)的熱化學方程式_______________。
(2)二甲醚燃料電池具有能量轉(zhuǎn)化率高、電量大的特點而被廣泛應用,一種二甲醚氧氣電池(電解質(zhì)為KOH溶液)的負極反應式為:_______________________。
(3)欲用2LNa2CO3溶液將4.66 g BaSO4(233 g/moL)固體全都轉(zhuǎn)化為BaCO3,則所用的Na2CO3溶液的物質(zhì)的量濃度至少為__________________。[已知:常溫下Ksp(BaSO4)=1×10-11,Ksp (BaCO3)=1×10-10]。(忽略溶液體積的變化)
(二)向20 mL硫酸和鹽酸的混合溶液中,逐滴加入0.05 mol·L-1Ba(OH)2溶液時,生成沉淀的質(zhì)量變化及由此而引起的溶液的pH的變化如圖所示。
計算:(1)原混合溶液中c(Cl-)=________。
(2)A點的pH=________。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】生活污水中的氮和磷主要以銨鹽和磷酸鹽的形式存在,可用電解法從溶液中除去。有Cl-存在時。除氮原理如圖1所示。主要依靠有效氯(HClO、ClO-)將NH4+或NH3氧化為N2。在不同pH條件下進行電解時,氮的去除率和水中有效氯濃度與溶液pH的關(guān)系如圖2所示。
下列說法不正確的是
A. pH=3時,主要發(fā)生ClO-氧化NH3的反應
B. pH>8時,有效氯濃度隨pH的增大而減小
C. pH>8時,NH4+轉(zhuǎn)變?yōu)?/span>NH3·H2O,且有利于NH3逸出
D. pH<8時,氮的去除率隨pH的減少而下降的原因是c(HClO)減小
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