二甲醚(DME)被譽為“21世紀的清潔燃料”。由合成氣制備二甲醚的主要原理如下:
① CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H 1=-90.7 kJ·mol-1
② 2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H 2=-23.5 kJ·mol-1
③ CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H 3=-41.2kJ·mol-1
回答下列問題:
(1)則反應3H2(g)+3CO(g)CH3OCH3(g)+CO2(g)的△H= kJ·mol-1。
(2)下列措施中,能提高CH3OCH3產率的有 。
A.使用過量的CO B.升高溫度 C.增大壓強
(3)反應③能提高CH3OCH3的產率,原因是 。
(4)將合成氣以n(H2)/n(CO)=2通入1 L的反應器中,一定條件下發(fā)生反應:
4H2(g)+2CO(g) CH3OCH3(g)+H2O(g) △H,其CO的平衡轉化率隨溫度、壓強變化關系如圖1所示,下列說法正確的是 。
A.△H <0
B.P1<P2<P3
C.若在P3和316℃時,起始時n(H2)/n(CO)=3,則達到平衡時,CO轉化率小于50%[
(5)采用一種新型的催化劑(主要成分是Cu-Mn的合金),利用CO和H2制備二甲醚。觀察圖2回答問題。催化劑中n(Mn)/n(Cu)約為 時最有利于二甲醚的合成。
(6)圖3為綠色電源“二甲醚燃料電池”的工作原理示意圖,a電極的電極反應式為 。
圖1 圖2 圖3
(7)甲醇液相脫水法制二甲醚的原理是:CH3OH +H2SO4→CH3HSO4+H2O,
CH3 HSO4+CH3OH→CH3OCH3+H2SO4。與合成氣制備二甲醚比較,該工藝的優(yōu)點是反應溫度低,轉化率高,其缺點是 。
(1)-246.1 (2)AC
(3)消耗了反應②的H2O(g)有利于反應②正向進行,同時生成了H2
(4)A (5)2.0
(6)CH3OCH3-12e-+3H2O=2CO2↑+12H+
(7)H2SO4腐蝕設備或有硫酸廢液產生
【解析】
試題分析:(1)根據(jù)蓋斯定律,通過①*2+②+③可得反應3H2(g)+3CO(g)CH3OCH3(g)+CO2(g)的△H=-246.1 kJ·mol-1。(2)根據(jù)改反應特點,下列措施中,A.使用過量的CO,相當于增大反應物濃度,平衡右移。 B.升高溫度,平衡左移。C.增大壓強,平衡右移。故 能提高CH3OCH3產率的有AC。(3)反應③能提高CH3OCH3的產率,原因是消耗了反應②的H2O(g)有利于反應②正向進行,同時生成了H2。(4)兩種反應物,當增加一種物應物的量濃度時必將會增大另一物質的轉化率。起始時n(H2)/n(CO)=3,比原來投入量比值為2時,氫氣的濃度增大,故平衡時CO轉化率要大于50%。答案選A。(5)觀察圖2可知催化劑中n(Mn)/n(Cu)約為2時,二甲醚的選擇性最高。(6)從圖3中看出,a電極是氫離子離開的一極,應該是負極,失電子,二甲醚要在此極上失去電子變成二氧化碳,根據(jù)電苛守恒,電極反應式為CH3OCH3-12e-+3H2O=2CO2↑+12H+。(7)甲醇液相脫水法制二甲醚的原理是:CH3OH +H2SO4→CH3HSO4+H2O,CH3 HSO4+CH3OH→CH3OCH3+H2SO4。與合成氣制備二甲醚比較,該工藝的優(yōu)點是反應溫度低,轉化率高,其缺點是H2SO4腐蝕設備或有硫酸廢液產生。
考點:本題考查蓋斯定律的運用,圖像的分析處理,電極反應式的書寫和化工原理的分析。
科目:高中化學 來源:2014高考化學專題突破訓練 專題2化學常用計量 溶液練習卷(解析版) 題型:選擇題
用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值,下列說法正確的是( )
A.在1 L 0.1 mol/L硫化鈉溶液中陰離子總數(shù)大于0.1NA
B.1 mol O2作氧化劑時轉移電子數(shù)一定為4NA
C.標準狀況下,22.4 L戊烷所含分子數(shù)為NA
D.在1 L 1.0 mol/L NaCl溶液中含有NA個NaCl分子
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科目:高中化學 來源:2014高考化學專題突破訓練 專題10非金屬及其化合物練習卷(解析版) 題型:實驗題
某化學探究小組欲對SO2的化學性質進行如下探究,請你幫助他完成實驗報告。
物質 | 類別 | 化學性 質預測 | 實驗驗證 | ||
實驗操作 | 實驗現(xiàn)象 | 實質(用離子 方程式表示) | |||
二氧 化硫 | 酸性 氧化物 | 與水 反應 | 將盛滿SO2氣體的試管倒立在水中,并測定試管中溶液的pH | ① | SO2+H2O
|
與堿 反應 | ② | 出現(xiàn)白 色沉淀 | ③ | ||
(2)該探究小組還根據(jù)SO2中S元素的化合價,預測并通過實驗探究SO2的其他性質。探究過程中選用的實驗藥品有:濃硫酸、亞硫酸鈉固體、Na2S溶液、酸性高錳酸鉀溶液、品紅溶液等。探究過程的實驗裝置圖如圖所示,請回答下列問題。
①請你完成下列表格。
裝置 | 藥品 | 作用 |
A |
| 驗證二氧化硫的還原性 |
B |
|
|
C | 品紅溶液 |
|
②A中發(fā)生反應的離子方程式為 。
③實驗時C中的實驗現(xiàn)象是 。
④D裝置的作用是 。E是尾氣處理裝置,有人認為E裝置中可以加入足量的Ba(NO3)2溶液,你認為是否合理,請結合離子方程式加以說明: 。
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科目:高中化學 來源:2014高考化學專題突破訓練 專題10非金屬及其化合物練習卷(解析版) 題型:選擇題
如圖所示是驗證氯氣性質的微型實驗,a、b、d、e是浸有相關溶液的濾紙。向KMnO4晶體滴加一滴濃鹽酸后,立即用另一培養(yǎng)皿扣在上面。已知:2KMnO4+16HCl=2KCl+5Cl2↑+2MnCl2+8H2O。對實驗現(xiàn)象的“解釋或結論”正確的是( )
選項實驗現(xiàn)象解釋或結論
Aa處變藍,b處變紅棕色氧化性:Cl2>Br2>I2
Bc處先變紅,后褪色氯氣與水生成了酸性物質
Cd處立即褪色氯氣與水生成了漂白性物質
De處變紅色還原性:Fe2+>Cl-
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科目:高中化學 來源:2014江蘇省揚州市屆高三上學期期末考試化學試卷(解析版) 題型:選擇題
向甲、乙兩恒溫恒容的密閉容器中,分別充入一定量的A和B,發(fā)生反應:A(g)+B(g) xC(g) △H<0。測得兩容器中c(A)隨時間t的變化如圖所示:
容器 | 甲 | 乙 |
容積(L) | 0.5 | 0.5 |
反應放熱(kJ) | Q1 | Q2 |
反應物起始量 | 1 molA 1 molB | 0.5 molA 0.5 molB |
下列說法正確的是
A.x=1
B.Q1>2Q2
C.根據(jù)題中信息無法計算a值
D.保持其他條件不變,起始時向乙容器充入0.2 mol A、0.2 mol B、0.2 mol C,則此時v(正)> v(逆)
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科目:高中化學 來源:2014江蘇省揚州市屆高三上學期期末考試化學試卷(解析版) 題型:選擇題
下列表示對應化學反應的離子方程式正確的是
A.向酸性KMnO4溶液中通入SO2:3SO2+2MnO4-+4OH-=2MnO2↓+3SO42-+2H2O
B.醋酸溶液與水垢中的CaCO3反應:CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O
C.向FeBr2溶液中通入足量Cl2:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-
D.向新制Cu(OH)2中加入乙醛溶液并加熱:
CH3CHO+2Cu(OH)2+OH- CH3COO-+Cu2O↓+3H2O
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科目:高中化學 來源:2014年高考化學蘇教版總復習5-3微粒間相互作用力與物質多樣性練習卷(解析版) 題型:選擇題
下列物質中,既含有離子鍵又含有極性共價鍵的是( )
A.Na2O2 B.MgCl2 C.HCl D.NH4Cl
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科目:高中化學 來源:2014年高考化學蘇教版總復習 9-2 食品中的有機化合物練習卷(解析版) 題型:選擇題
下列說法正確的是( )
①植物油和裂化汽油都可以使溴水褪色 ②葡萄糖、油脂和蛋白質都能發(fā)生水解反應 ③按汽油、煤油、柴油的順序,含碳量逐漸增加 ④防腐劑福爾馬林(含甲醛)可用作食品保鮮劑 ⑤乙醇、乙酸、乙酸乙酯都能發(fā)生取代反應
A.①③⑤ B.①②⑤ C.②④⑤ D.②③④
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