【題目】甲醇既可用于基本有機原料,又可作為燃料用于替代礦物燃料。

(1)以下是工業(yè)上合成甲醇的兩個反應(yīng):

反應(yīng)I: CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH1

反應(yīng)II:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+ H2O(g) ΔH2

上述反應(yīng)符合“原子經(jīng)濟”原則的是 (填“I”或“II”)。

下表所列數(shù)據(jù)是反應(yīng)I在不同溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)(K)。

溫度

250

300

350

K

2.041

0.270

0.012

由表中數(shù)據(jù)判斷反應(yīng)I為______________熱反應(yīng)(填“吸”或“放”)。

某溫度下,將2 mol CO和6 mol H2充入2L的密閉容器中,充分反應(yīng),達到平衡后,測得c(CO)= 0.2 mol/L,則CO的轉(zhuǎn)化率為 ,此時的溫度為 (從表中選擇)。

(2) 已知在常溫常壓下:

2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g) ΔH1 kJ/mol

2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH2 kJ/mol

H2O(g)=H2O(l) ΔH3 kJ/mol

則反應(yīng) CH3OH(l)+ O2(g)= CO(g)+ 2H2O(l) ΔH= kJ/mol

(3)現(xiàn)以甲醇燃料電池,采用電解法來處理酸性含鉻廢水(主要含有Cr2O72)時,實驗室利用下圖裝置模擬該法:

N電極的電極反應(yīng)式為 。

請完成電解池中Cr2O72轉(zhuǎn)化為Cr3+的離子反應(yīng)方程式:

Cr2O7 2+ Fe2+ + [ ] Cr3++ Fe3++ [ ]

(4) 處理廢水時最后Cr3+Cr(OH)3形式除去,當(dāng)c(Cr3+)=1×105 molL1 Cr3+沉淀完全,此時溶液的pH= 。 (已知, Ksp[Cr(OH)3]=6.4×1031,lg2=0.3)

【答案】

(1)I(180%250

(2)(ΔH1ΔH2+4ΔH3)/2

(3)O2+4e+4H+=2H2O1Cr2O27+6Fe2++14[H+]═2Cr3++6Fe3++7[H2O]

(4)5.6

【解析】

試題分析:(1)反應(yīng)I中所用原材料原子均轉(zhuǎn)化到最終產(chǎn)物中,原子利用率為100%最經(jīng)濟,反應(yīng)符合“原子經(jīng)濟”;

根據(jù)表格提供的信息,溫度升高,K值減小,說明平衡向逆反應(yīng)方向移動,所以反應(yīng)I為放熱反應(yīng)。

某溫度下,將2 mol CO和6 mol H2充入2L的密閉容器中,充分反應(yīng),達到平衡后,測得c(CO)= 0.2 mol/L,物質(zhì)的量為0.4mol,則CO的轉(zhuǎn)化率為(2-0.4)mol÷2mol×100%=80%,K=0.8÷(0.2×1.4×1.4)=2.041,此時的溫度為250。

(2)已知:2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)ΔH1 kJ/mol,

2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)ΔH2 kJ/mol,

H2O(g)=H2O(l)ΔH3 kJ/mol,根據(jù)蓋斯定律,(+4×)÷3可得

CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)ΔH=(ΔH1-ΔH2+4ΔH3)/2kJ/mol。

(3)氫離子通過質(zhì)子交換膜由M電極區(qū)移向N電極區(qū),則M為負極、N為正極,負極上發(fā)生氧化反應(yīng),甲醇失去電子,生成二氧化碳與氫離子,負極電極反應(yīng)式為CH3OH﹣6e+ H2O = 6H++ CO2↑,正極發(fā)生還原反應(yīng),氧氣獲得電子,與通過質(zhì)子交換膜的氫離子結(jié)合為水,正極電極反應(yīng)式為O2+4e+4H+=2H2O。

電解池溶液里Cr2O72-轉(zhuǎn)化為Cr3+,化合價降低共6價,左側(cè)Fe電極為陽極,F(xiàn)e失去電子生成Fe2+,酸性條件Fe2+將Cr2O72﹣還原為Cr3+,自身被氧化為Fe3+,化合價升高共1價,化合價升降最小公倍數(shù)為6,則Cr2O72﹣的系數(shù)為1,F(xiàn)e2+的系數(shù)為6,反應(yīng)離子方程式為Cr2O27 +6 Fe2++14H+ 2 Cr3++6 Fe3++7H2O。

(4)Ksp=c(Cr3+)×c3(OH)=6.4×1031,c(Cr3+)=1×105molL﹣1 時,溶液中c(OH)=4×109molL1,則c(H+)=10-14÷(4×10-9)mol/L=2.5×106molL﹣1,則pH=﹣lg2.5×106=5.6。

練習(xí)冊系列答案
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A.只有硫酸銅作氧化劑

B.SO42-既不是氧化產(chǎn)物又不是還原產(chǎn)物

C.被氧化的硫與被還原的硫的質(zhì)量比為3:7

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點燃酒精燈進行加熱

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B.該反應(yīng)的正反應(yīng)活化能小于逆反應(yīng)活化能

C.該反應(yīng)中,斷裂化學(xué)鍵的總鍵能大于形成化學(xué)鍵的總鍵能

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已知某些氫氧化物沉淀的pH如下表所示:

氫氧化物

開始沉淀時的pH

完全沉淀時的pH

Mg(OH)2

9.3

10.8

Fe(OH)2

7.6

9.6

Al(OH)3

4.1

5.4

Fe(OH)3

2.7

3.7

(1)MgO的電子式為 ,加入H2O2的目的是______________。

(2)濾渣2的主要成分是 ,向濾渣2中繼續(xù)加入過量的NaOH溶液,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 。

(3)加入NaOH調(diào)節(jié)溶液pH=12.0時,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 。

(4)利用Mg(OH)2與含SO2的煙氣反應(yīng)生成MgSO4,可以使煙氣脫硫,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。

(5)若取a噸硼泥為原料,最后得到b噸Mg(OH)2產(chǎn)品(假設(shè)生產(chǎn)過程中鎂元素?zé)o損失),則硼泥中MgO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 (用含有a、b的代數(shù)式表示)。

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AT1T2,p1p2,正反應(yīng)為放熱反應(yīng)

BT1T2,p1p2,正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)

CT1>T2,p1p2,正反應(yīng)為放熱反應(yīng)

DT1T2,p1p2,正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)

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