【題目】甲醚又稱甲醚,簡稱DME,熔點(diǎn)-141.5℃,沸點(diǎn)-24.9℃,與石油液化氣(LPG)相似,被譽(yù)為“21世紀(jì)的清潔燃料”。由合成氣(CO、H2)制備二甲醚的反應(yīng)原理如下:
①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H1=-90.0 kJ mol-1
②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+ H2O(g) △H2
回答下列問題:
(1)若由合成氣(CO、H2)制備lmolCH3OCH3(g),且生成H2O(1),整個(gè)過程中放出的熱量為244kJ,則△H2=________kJ mol-1。(已知:H2O(1)=H2O(g) △H=+44.0 kJ/mol)
(2)有人模擬該制備原理,500K時(shí),在2L的密閉容器中充入2molCO和6mol H2,5min達(dá)到平衡,平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率為60%,c(CH3OCH3)=0.2mol·L-1,用H2表示反應(yīng)①的速率是_______mol·L-1·min-1,可逆反應(yīng)②的平衡常數(shù)K2=_________。
若在500K時(shí),測得容器中n(CH3OCH3)=2n(CH3OH),此時(shí)反應(yīng)②的v正_______v逆(填“>”、“< ”或“=”)。
(3)在體積一定的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)②,如果該反應(yīng)的平衡常數(shù)K2值變小,下列說法正確的是_______。
A.在平衡移動過程中逆反應(yīng)速率先增大后減小
B.容器中CH3OCH3的體積分?jǐn)?shù)增大
C.容器中混合氣體的平均相對分子質(zhì)量減小
D.達(dá)到新平衡后體系的壓強(qiáng)增大
(4)一定條件下在恒溫恒容的密閉容器中,按不同投料比充入CO(g)和H2(g)進(jìn)行反應(yīng)①,平衡時(shí)CO(g)和H2(g)的轉(zhuǎn)化率如圖所示,則a =_________(填數(shù)值)。
(5)綠色電源“二甲醚燃料電池”的結(jié)構(gòu)圖所示,電解質(zhì)為熔融態(tài)的碳酸鹽(如熔融 K2CO3),其中CO2會參與電極反應(yīng)。工作時(shí)負(fù)極的電極反應(yīng)為____________。該電池負(fù)極與水庫的鐵閘相連時(shí),可以保護(hù)鐵閘不被腐蝕,這種電化學(xué)保護(hù)方法叫做__________。
【答案】 -20.0 0.24 1 < A D 2 CH3OCH3-12e-+6CO32-=8CO2↑+3H2O 外加電流的陰極保護(hù)法
【解析】(1). 已知①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H1= -90.0 kJmol-1 ,
②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+ H2O(g) △H2
③H2O(l)=H2O(g) =+44.0 kJ/mol。由合成氣(CO、H2)制備1molCH3OCH3(g),且生成H2O(1),整個(gè)過程中放出的熱量為244kJ可寫出熱化學(xué)方程式為:
④2CO(g)+4H2(g) CH3OCH3(g) + H2O(l) △H4 = -244 kJ mol-1
反應(yīng)④=①2+②-③,則△H4 =2△H1+△H2-△H3,所以△H2=△H4 +△H3-2△H1=-20 kJ mol-1
(2). CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)
起始濃度(mol/L) 1 3 0
轉(zhuǎn)化量 0.6 1.2 0.3
平衡量 0.4 1.8 0.3
所以,用H2表示反應(yīng)①的速率是V(H2)= = = 0.24 mol·L-1·min-1。
②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+ H2O(g)
起始濃度(mol/L) 0.3 0 0
轉(zhuǎn)化量 0.1 0.2 0.2
平衡量 0.2 0.2 0.2
所以,可逆反應(yīng)②的平衡常數(shù)K2= =1
若在500K時(shí),測得容器中n(CH3OCH3)=2n(CH3OH),則n(CH3OCH3)= n(H2O),Qc= =4>K2,此時(shí)反應(yīng)②向逆反應(yīng)方向進(jìn)行,所以v正<v逆。
(3). 在體積一定的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)②,如果該反應(yīng)的平衡常數(shù)K2值變小,由于平衡常數(shù)只受溫度影響,正反應(yīng)為放熱反應(yīng),說明反應(yīng)混合物體系的溫度升高了,正、逆反應(yīng)速率都增大,化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動了,逆反應(yīng)速率逐漸減小, 正反應(yīng)速率逐漸增大;由于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變,容器中混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變,的物質(zhì)的量減少,所以 容器中CH3OCH3的體積分?jǐn)?shù)減;
雖然氣體分子數(shù)不變,但是溫度比原平衡升高使得達(dá)到新平衡后體系的壓強(qiáng)增大。綜上所述,AD正確。
(4). 轉(zhuǎn)化率= 100%,不同反應(yīng)物的變化量之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,所以當(dāng)反應(yīng)物的起始量之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比時(shí),不同反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率必然是相等的。所以a=2。
(5). 分析二甲醚燃料電池中反應(yīng)物可知,二甲醚是還原劑,氧氣是氧化劑,熔融的碳酸鉀為電解質(zhì),所以負(fù)極上是二甲醚失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成二氧化碳和水,電極反應(yīng)式為: CH3OCH3-12e-+6CO32-=8CO2↑+3H2O 。該電池負(fù)極與水庫的鐵閘相連時(shí),可以保護(hù)鐵閘不被腐蝕,這種電化學(xué)保護(hù)方法叫做外加電流的陰極保護(hù)法。
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【題目】將BaO2放入密閉的真空容器中,反應(yīng)2BaO2(s)2BaO(s)+O2(g)達(dá)到平衡。保持溫度不變,縮小容器容積,體系重新達(dá)到平衡,下列說法正確的是( )
A.平衡常數(shù)減小 B.BaO量不變 C.氣體密度增大 D.氧氣壓強(qiáng)不變
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【題目】下列說法正確的是( )
A. 摩爾是國際單位制中的7個(gè)基本物理量之一
B. 硫酸的摩爾質(zhì)量是98 g
C. 0.5molH 2 約含有3.01×1023 個(gè)氫原子
D. NA 個(gè)氧氣分子與NA 個(gè)氫氣分子的質(zhì)量比為16∶1
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【題目】R、Q為短周期中的兩種元素,R元素原子的最外層電子數(shù)與次外層電子數(shù)之差的絕對值等于電子層數(shù);Q元素原子的最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的3倍,則下列敘述中肯定不正確的是( )。
A.原子半徑:R>Q
B.R和Q可形成離子化合物R2Q5
C.R和Q可形成共價(jià)化合物RQ
D.R和Q可形成共價(jià)化合物RO2
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【題目】25℃時(shí),下列有關(guān)電解質(zhì)溶液說法正確的是( 。
A. 1.0mol/L NH4HCO3溶液pH=8.0。由此可知Ka1(H2CO3)>Kb(NH3·H2O)>Ka2(H2CO3)
B. 向氨水中加入NH4C1固體,溶液中增大
C. 向CH3COONa溶液中滴加硫酸至中性時(shí),c(SO42ˉ)<c(CH3COOH)
D. 下圖中曲線可以表示向100mL 0.01 mol/LCH3COOH溶液中逐滴加入0.02mol/L NaOH溶液的pH變化情況(溶液體積變化忽略不計(jì))。
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【題目】已知常溫下,Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11, Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38。
(1)常溫常壓下,氫氣的燃燒熱為285.8 kJ·mol-1。則氫氣燃燒的熱化學(xué)方程式為__________
(2)用離子方程式表示重鉻酸鉀在溶液中存在的平衡:__________
(3)將濃度均為0.1 mol/L的硫酸鋁溶液與小蘇打溶液混合,反應(yīng)的離子方程式為__________
(4)將濃度均為0.1 mol/L的硫代硫酸鈉溶液與稀硫酸混合,反應(yīng)的離子方程式為__________
(5)向Mg(OH) 2懸濁液中滴加2滴0.1 mol/L FeCl3溶液,反應(yīng)的離子方程式為__________
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【題目】下列除雜所選用的試劑及操作方法均正確的一組是(括號內(nèi)為雜質(zhì))( )
選項(xiàng) | 待提純的物質(zhì) | 選用的試劑 | 操作方法 |
A | NaCl(泥沙) | 水 | 過濾、結(jié)晶 |
B | CO2( CO ) | O2 | 點(diǎn)燃 |
C | Fe(Zn ) | 稀硫酸 | 結(jié)晶 |
D | CO2(HCl ) | NaOH溶液 | 萃取 |
A.A
B.B
C.C
D.D
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【題目】用電解氧化法可以在鋁制品表面形成致密、耐腐蝕的氧化膜,電解質(zhì)溶液一般為H2SO4-H2C2O4混合溶液。下列敘述錯(cuò)誤的是
A. 待加工鋁制品為陽極
B. 可選用不銹鋼網(wǎng)作為陰極
C. 陰極的電極反應(yīng)式為:Al3++3e-=Al
D. 硫酸根離子在電解過程中向陽極移動
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【題目】四種短周期元素在周期表中的位置如圖,其中只有M為金屬元素。下列說法不正確的是
A. 原子半徑Z<M
B. Y的最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物的酸性比X的弱
C. X的最簡單氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性比Z的小
D. Z位于元素周期表中第2周期、第ⅥA族
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