【題目】1)工業(yè)上用CO2H2反應(yīng)合成二甲醚,反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為:2CO2(g)6H2(g) CH3OCH3(g)3H2O(g) ΔH=-130.8 kJ/mol。請回答:

①一定條件下,上述反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)后,若改變反應(yīng)的某一個條件,下列變化能說明平衡一定向正反應(yīng)方向移動的是________(填序號)。

a.逆反應(yīng)速率先增大后減小

bH2的轉(zhuǎn)化率增大

c.反應(yīng)物的體積百分含量減小

d.容器中的n(CO2)/n(H2)值變小

②在某壓強(qiáng)下,合成二甲醚的反應(yīng)在不同溫度、不同投料比時,CO2的轉(zhuǎn)化率如圖所示。T1溫度下,將6 mol CO212 mol H2充入2 L的密閉容器中,5 min后反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),則05 min內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(CH3OCH3)________;KAKB、KC三者的大小關(guān)系是_____________。

③上述合成二甲醚的過程中,提高CO2的轉(zhuǎn)化率可采取的措施有_______________ (任寫兩種)。

2)用氨水吸收CO2可得到NH4HCO3溶液。若常溫下,NH3·H2O的電離平衡常數(shù)Kb2×10-5,H2CO3的電離平衡常數(shù)K14×10-7,K24×10-11,在NH4HCO3溶液中,c(NH4+)________c(HCO3-)(填),試計算常溫下反應(yīng)NH4+HCO3-H2ONH3·H2OH2CO3的平衡常數(shù)K___________NH4HCO3溶液中物料守恒表達(dá)式為_________。

3)綠色二甲醚燃料電池在酸性溶液中負(fù)極的電極反應(yīng)式為_________________

【答案】b 0.18 mol·L1·min1 KAKCKB 增大投料比、增大壓強(qiáng)、降低溫度等(任選兩種) 1.25×10-3 c(NH4+)c(NH3·H2O)c(CO32-)c(HCO3-)c(H2CO3) CH3OCH312e3H2O = 2CO212H

【解析】

(1)①平衡向正反應(yīng)方向移動,改變條件后,應(yīng)該存在正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率,據(jù)此進(jìn)行判斷;②T1溫度下,將6molCO212molH2充入2L的密閉容器中,由圖象可知,5min后反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時二氧化碳轉(zhuǎn)化率為60%,計算出生成CH3OCH3的量,根據(jù)平均反應(yīng)速率v(CH3OCH3)=計算;根據(jù)平衡常數(shù)僅與溫度有關(guān)比較KAKB、KC三者之間的大小關(guān)系;③反應(yīng)2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)為放熱反應(yīng)、氣體體積減小,結(jié)合影響平衡移動的方法分析解答;

(2)根據(jù)NH3H2OH2CO3的電離平衡常數(shù),結(jié)合越弱越水解分析判斷;反應(yīng)NH4++HCO3-+H2O=NH3H2O+H2CO3 的平衡常數(shù)K=,結(jié)合水的離子積常數(shù)分析解答;根據(jù)碳氮個數(shù)相等,寫出物料守恒關(guān)系式;

(3)電解質(zhì)溶液呈酸性,負(fù)極上二甲醚失去電子生成二氧化碳,據(jù)此書寫電極反應(yīng)式。

(1)a.逆反應(yīng)速率先增大后減小,說明平衡向逆反應(yīng)方向移動,故a不選;bH2的轉(zhuǎn)化率增大,說明平衡向正反應(yīng)方向移動,故b選;c.反應(yīng)物的體積百分含量減小可能是平衡向逆反應(yīng)方向移動,如減小二氧化碳的量,CO2的體積百分含量減小,平衡向逆反應(yīng)方向移動,故c不選;d.容器中n(CO2)/n(H2)的值減小,可能為減小CO2的量,使平衡向逆反應(yīng)方向移動,故d不選;故選b;

T1溫度下,將6molCO212molH2充入2L的密閉容器中,由圖象可知,5min后反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時二氧化碳轉(zhuǎn)化率為60%,則生成CH3OCH36mol×60%×=1.8mol,所以平均反應(yīng)速率v(CH3OCH3)===0.18 mol·L-1·min-1;又平衡常數(shù)僅與溫度有關(guān),所以KA=KC,又根據(jù)圖象在相同投料比時T1溫度下二氧化碳轉(zhuǎn)化率大,所以T1溫度下較T2溫度下反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動,則KA=KCKB,故答案為0.18 mo·L-1·min-1;KA=KCKB;

③反應(yīng)2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)為放熱反應(yīng)、氣體體積減小,提高CO2的轉(zhuǎn)化率,要求反應(yīng)正向移動,方法有增大壓強(qiáng)、降低溫度,從圖可知投料比越大,CO2的轉(zhuǎn)化率也越大,故答案為增大投料比、增大壓強(qiáng)、降低溫度等;

(2)鹽類水解規(guī)律,已知NH3H2O的電離平衡常數(shù)K=2×10-5,H2CO3的電離平衡常數(shù)K1=4×10-7,K2=4×10-11,所以碳酸氫根的水解程度更大,所以c(NH4+) c(HCO3-),反應(yīng)NH4++HCO3-+H2O=NH3H2O+H2CO3 的平衡常數(shù)K==×===1.25×10-3;NH4HCO3溶液中n(N)=n(C),溶液中的物料守恒為:c(NH4+)+c(NH3H2O)=c(CO32-)+c(HCO3-)+c(H2CO3),故答案為>;1.25×10-3;c(NH4+)+c(NH3H2O)=c(CO32-)+c(HCO3-)+c(H2CO3);

(3)二甲醚燃料電池,電解質(zhì)溶液呈酸性,則電池負(fù)極上二甲醚失去電子生成二氧化碳,電極反應(yīng)式為CH3OCH312e3H2O = 2CO212H,故答案為CH3OCH312e3H2O = 2CO212H。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】苯甲酸乙酯可由苯甲酸與乙醇在濃硫酸共熱下反應(yīng)制得,反應(yīng)裝置如圖(部分裝置省 略),反應(yīng)原理如下:

+C2H5OH+H2O

實(shí)驗(yàn)操作步驟:

向三頸燒瓶內(nèi)加入12.2g 苯甲酸、25mL乙醇、20mL 苯及4mL濃硫酸,搖勻,加入沸石。

①裝上分水器、電動攪拌器和溫度計,加熱至分水器下層液體接近支管時將下層液體放入量筒 中,繼續(xù)蒸餾,蒸出過量的乙醇,至瓶內(nèi)有白煙(約3h),停止加熱。

②將反應(yīng)液倒入盛有80mL冷水的燒瓶中,在攪拌下分批加入碳酸鈉粉末溶液至溶液無二氧化 碳逸出,用 pH 試紙檢驗(yàn)至中性。

③用分液漏斗分出有機(jī)層,水層用25mL乙醚萃取,然后合并至有機(jī)層,用無水CaCl2干燥,粗產(chǎn)物進(jìn)行蒸餾,低溫蒸出乙醚。當(dāng)溫度超過140℃時,直接接受210-213℃的餾分,最終通過蒸餾得到純凈苯甲酸乙酯12.8mL

可能用到的有關(guān)數(shù)據(jù)如下:

相對分子質(zhì)量

密度/g·cm-3

沸點(diǎn)/

溶解性

苯甲酸

122

1.27

249

微溶于水,易溶于乙醇、乙醚

苯甲酸乙酯

150

1.05

211-213

微溶于熱水,易溶于乙醇、乙醚

乙醇

46

0.79

78.5

易溶于水

乙醚

74

0.73

34.5

微溶于水

1)反應(yīng)裝置中分水器上方的儀器名稱是_______,其作用是______

2)步驟①中加入濃硫酸的作用是______,步驟②中電動攪拌棒的作用是_______

3)步驟②中使用分水器除水的目的是______。

4)步驟③中加入碳酸鈉的目的是______

5)有機(jī)層從分液漏斗的_______(選填上口倒出下口放出span>)

6)本實(shí)驗(yàn)所得到的苯甲酸乙酯的產(chǎn)率是_______。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】某溫度下,在2L的密閉容器中,加入1molXg)和2molYg)發(fā)生反應(yīng):Xg+m Yg3Zg),平衡時,X、Y、Z的體積分?jǐn)?shù)分別為30%、60%10%。在此平衡體系中加入1molZg),再次達(dá)到平衡后,X、YZ的體積分?jǐn)?shù)不變。下列敘述不正確的是

A. m=2

B. 兩次平衡的平衡常數(shù)相同

C. XY的平衡轉(zhuǎn)化率之比為1:1

D. 第二次平衡時,Z的濃度為0.4 mol·L1

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】已知某溫度下重水(D2O)的離子積常數(shù)為1.6×1015,若用定義pH一樣的方法來規(guī)定pD=-lg{c(D+)},則該溫度下,下列敘述正確的是

A.純凈的重水(D2O)中,pD=7

B.溶解有NaCl的重水溶液,其pD=7

C.純凈的重水中(D2O)c(D+)=c(OD)

D.1 L溶解有0.01 mol NaOD的重水溶液,其pD=12.0

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】目前科學(xué)家正在研究和完善一種以葡萄糖(C6H12O6)為燃料的微生物酸性燃料電池,其結(jié)構(gòu)如圖所示。該電池工作時有關(guān)說法正確的是

A.每消耗1 mol O2,理論上能生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下CO2氣體22.4L

B.N電極為該電池的正極,M極上發(fā)生氧化反應(yīng)

C.H將會從M極區(qū)向N極區(qū)遷移

D.溫度越高供電效果越好

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】已知水在25 ℃和95 ℃時,其電離平衡曲線如圖所示。

125 ℃時,將10 mL pH=a的鹽酸與100 mL pH=bBa(OH)2溶液混合后恰好中和,則ab________。

295 ℃時,將0.02 mol·L-1Ba(OH)2溶液與等物質(zhì)的量濃度的NaHSO4溶液等體積混合(假設(shè)溶液的體積變化忽略不計),所得混合液的pH=________。

325 ℃時Ksp(AgCl)1.8×1010,若向50 mL 0.018 mol·L-1AgNO3溶液中加入50 mL 0.020 mol·L-1的鹽酸(假設(shè)溶液的體積變化忽略不計),混合后溶液中Ag的濃度為________ mol·L-1,pH________

425 ℃時Ksp[Al(OH)3]1×1033,Ksp[Fe(OH)3]1×1039pH7.1Mn(OH)2開始沉淀。室溫下欲除去MnSO4溶液中的Fe3、Al3(使其濃度均小于1×106 mol·L-1),需調(diào)節(jié)溶液的pH范圍為____________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】已知A的產(chǎn)量通常用來衡量一個國家的石油化工水平,現(xiàn)以A為主要原料合成一種具有果香味的物質(zhì)E,其合成路線如下圖所示。

請回答下列問題:

1B、D分子中的官能團(tuán)名稱分別是____________________。

2)寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式,并注明反應(yīng)類型:

____________________,_______________________________,___________。

3)在實(shí)驗(yàn)室利用BD制備E的實(shí)驗(yàn)中,若用1mol B1 mol D充分反應(yīng),能否生成1mol E_________,原因是__________

4)若184g B120g D反應(yīng)能生成106g E,則該反應(yīng)的產(chǎn)率______________________

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】室溫下,向20 mL0.1 mol/L H2A溶液中逐滴加入0.1 mol/L NaOH溶液,H2A溶液中各粒子濃度分?jǐn)?shù)δ(X)隨溶液pH變化的關(guān)系如圖所示。下列說法錯誤的是 ( )

A.當(dāng)溶液中A元素的主要存在形態(tài)為A2-時,溶液可能為弱酸性、中性或堿性

B.當(dāng)加入NaOH溶液至20 mL時,溶液中存在((Na+)=2c(A2-)+c(HA-)

C.室溫下,反應(yīng)A2-+H2A=2HA-的平衡常數(shù)的對數(shù)值lgK=3

D.室溫下,弱酸H2A的第一級電離平衡常數(shù)用Ka1表示,Na2A的第二級水解平衡常數(shù)用Kh2表示,則Kal>Kh2

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】孔雀石主要含Cu2(OH)2CO3,還含少量Fe、Si的化合物。實(shí)驗(yàn)室以孔雀石為原料制備CuSO4·5H2OCaCO3,步驟如下:

請回答下列問題:

1)溶液A的金屬離子有Cu2+Fe2+、Fe3+。從下列所給試劑中選擇:實(shí)驗(yàn)步驟中試劑______(填代號),檢驗(yàn)溶液AFe3+的最佳試劑為___(填代號)。

aKMnO4b(NH4) 2S cH2O2dKSCN

2)由溶液C獲得CuSO4·5H2O,需要經(jīng)過加熱蒸發(fā)、_________、過濾等操作。除燒杯、漏斗外,過濾操作還用到另一玻璃儀器,該儀器在此操作中的主要作用是_____。

3)制備CaCO3時,應(yīng)向CaCl2溶液中先通入(或先加入)__________(填化學(xué)式),若實(shí)驗(yàn)過程中有氨氣逸出,應(yīng)選用下列_____裝置回收(填代號)。

4)欲測定溶液AFe2+的濃度,需要用容量瓶配制某標(biāo)準(zhǔn)溶液,定容時視線應(yīng)______________________,直到______________________________,用KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定時應(yīng)選用___滴定管(填酸式堿式)。

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