【題目】二甲醚(CH3OCH3)和甲醇(CH3OH)被稱為21世紀的新型燃料。以CH4和H2O為原料制備二甲醚和甲醇的工業(yè)流程如下:
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(1)在一定條件下,反應室1中發(fā)生反應:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) △H>0。將1.0molCH4和2.0molH2O通人反應室1(假設容積為100L),10min末有0.1molCO生成,則10min內反應的平均速率V(H2)=________。該反應平衡常數的表達式:_____________。
(2)已知:CH3OCH3 (g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g) △H=-1323 KJ/mol;
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-484 KJ/mol;
CO的燃燒熱:283KJ/mol。
在一定條件下,反應室2的可逆反應除生成二甲醚外還生成了氣態(tài)水,該熱化學方程式為_______________。(本題涉及的條件均在同一條件下)
(3) 綠色電源“二甲醚-氧氣燃料電池”的工作原理如右圖所示,寫出X電極的電極反應式_______________
(4)反應室3中在催化劑作用下發(fā)生如下反應:CO(g) +2H2(g) CH3OH(g)。對此反應進行如下研究:
①在容積為1L的密閉容器中分別充入1molCO和2molH2,實驗測得甲醇的物質的量和溫度、時間的關系曲線如圖1所示。
則:該正反應的△H___________0(填“<”、“>”或“=")。
②在容積均為1L的a、b、c三個相同密閉容器中分別充入1mol CO和2mol H2,三個容器的反應溫度分別為T1、T2、T3,在其他條件相同情況下,實驗測得反應均進行到5min時甲醇的體積分數如圖2所示。下列說法正確的是_______________
A.a、b、c三容器5min時的正反應速率大小為:b>a>c
B.達到平衡時,a、b、c三容器中CO轉化率為a>b>c
C.5min時,a、b、c三容器中的反應均可能達到平衡狀態(tài)。
D.將容器b中的平衡狀態(tài)轉變到容器c中的平衡狀態(tài),可采取的措施有升溫或減壓
【答案】(1)0.0003mol·L-1·min-1;K=;
(2)2CO(g)+4H2(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g) △H=-211 KJ/mol
(3)(CH3)2O-12e-+3H2O=2CO2+12H+;
(4)①<;② BD
【解析】
試題分析:(1)10min末有0.1mol CO生成,根據方程式CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)可知,生成的氫氣為0.1mol×3=0.3mol,容器的體積為100L,則10min內用氫氣表示的平均速率v(H2)==0.0003mol/(Lmin);該反應平衡常數的表達式為K= ,故答案為:0.0003 mol/(Lmin);;
(2)已知:①CO的燃燒熱為283kJ/mol,則CO(g)+O2(g)═CO2(g)△H=-283kJ/mol;②CH3OCH3(g)+3O2(g)═2CO2(g)+3H2O(g)△H=-1323kJ/mol,③2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H=-484kJ/mol,利用蓋斯定理將①×2+③×2-②可得:2CO(g)+4H2(g)═CH3OCH3(g)+H2O(g)△H= -2×(-283kJ/mol)+2×(-484kJ/mol)-(-1323kJ/mol)= -211kJ/mol,故答案為:2CO(g)+4H2(g)═CH3OCH3(g)+H2O(g)△H=-211kJ/mol;
(3)根據氫離子移動方向知,左邊電極是負極,通入燃料二甲醚,右邊電極是正極,通入氧化劑氧氣,該燃料電池中,正極上氧氣得電子和氫離子反應生成水,電極反應式為O2+4e-+4H+=2H2O;負極的電極反應式為(CH3)2O-12e-+3H2O=2CO2+12H+,故答案為:(CH3)2O-12e-+3H2O=2CO2+12H+;
(4)①從圖象可以看出,升高溫度,甲醇的物質的量減少,說明正反應是放熱反應,則△H<0,故答案為:<,
②A.升高溫度,化學反應速率加快,故a、b、C三容器5min時的正反應速率大小為:c>b>a,故A錯誤;B.該反應為放熱反應,升高溫度,平衡逆向移動,故達到平衡時,a、b、c中CO轉化率為a>b>c,故B正確;C.該反應為放熱反應,升高溫度,平衡逆向移動,故5min時,a中反應未達平衡,b、c中的反應達到平衡狀態(tài),故C錯誤;D.該反應為放熱反應,升高溫度,平衡逆向移動;反應后氣體體積小于反應前,減小壓強.平衡逆向移動,故將容器b中的平衡狀態(tài)轉變到容器c中的平衡狀態(tài),可采取的措施有升溫或減壓,故D正確,故答案為:BD。
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】下列離子方程式書寫正確的是( )
A.鐵與稀鹽酸反應:2Fe+6H+═2Fe3++3H2↑
B.Cu加到稀硫酸中:Cu+2H+═Cu2++H2↑
C.氯氣與NaOH溶液反應:Cl2+OH-═Cl-+ClO-+H2O
D.碳酸鈣與醋酸溶液反應:CaCO3+2H+═Ca2+ +CO2↑+H2O
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】某同學設計如圖所示的實驗方案,請回答下列問題。
(1)A裝置的分液漏斗中盛裝濃鹽酸,燒瓶中固體為重鉻酸鉀(K2Cr2O7),還原產物是(CrCl3),寫出A中反應的離子方程式____________________________________。
(2)B裝置有兩個作用,分別是除去氯氣中的氯化氫、___________________________。拆去a導管的后果可能是_____________________________。
(3)U形管C中盛裝的可以是______(填序號)。
①濃硫酸 ②堿石灰 ③無水CaCl2
(4)證明溴的非金屬性比碘強的實驗操作和現象是__________________________。
(5)E裝置中進行的實驗存在明顯不足,不足之處是_______________________________,溶液X可以是______(填序號)。
①氫氧化鈉溶液 ②亞硫酸鈉溶液 ③亞硫酸氫鈉溶液
④氯化亞鐵溶液 ⑤硫氫化鈉溶液 ⑥碳酸氫鈉溶液。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】異戊二烯是一種化工原料,有如下轉化關系:
已知:①,
②.
回答下列問題:
(1)A 的名稱(系統命名)是 .
(2)B 的結構簡式是 .
(3)上述物質中互為同系物的是 (填化合物代號).
(4)F 生成PHB 的化學方程式是 .
(5)E 的同分異構體中,既能發(fā)生銀鏡反應,也能與碳酸氫鈉溶液反應的共有 種(不考慮立體異構).
(6)F 除了合成PHB 外,還可經過 (填反應類型)、聚合三步反應合成(一種類似有機玻璃的塑料).
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】下列關于有機化合物的說法不正確的是( )
A. 雞蛋清中加濃硝酸微熱后變黃
B. 將苯滴入溴水中,振蕩后水層接近無色
C. 蛋白質水解能得到氨基酸
D. 苯與乙烯都能使高錳酸鉀溶液褪色
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】一個密閉容器,中間有一可自由滑動的隔板(厚度可忽略)將容器分成兩部分,當左邊充入1molN2,右邊充入CO和CO2的混合氣體共8g時,隔板處于如圖位置(左、右兩側溫度相同),下列說法正確的是( )
A.右邊CO與CO2分子數之比為1:3
B.右側氣體密度是相同條件下氫氣密度的18倍
C.右側CO的質量為1.75g
D.若隔板處于距離右端處,其他條件不變,則前后兩次壓強之比為25:24
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】北京大學和中國科學院的化學工作者已成功研制出堿金屬與C60形成的球碳鹽K3C60,實驗測
知該物質屬于離子化合物,具有良好的超導性。下列有關分析正確的是( )
A.K3C60中只有離子鍵
B.K3C60中不含共價鍵
C.該晶體在熔融狀態(tài)下能導電
D.C60與12C互為同素異形體
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