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甲醇是重要的化工原料,利用CO2和H2合成甲醇,发生的主反应如下:CO2(g)+...

甲醇是重要的化工原料,利用CO2和H2合成甲醇,发生的主反应如下:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)H

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已知:在25、101kPa 下,1g 甲醇燃烧生成 CO2和液态水时放热 22.70kJ.请写出表示甲醇燃烧热的热化学方程式                 

(1)在一恒温恒容密闭容器中充入1mol CO2和3mol H2进行上述反应.测得CO2和CH3OH(g)浓度随时间变化如图1所示.回答:

0~10min 内,氢气的平均反应速率为          mol/(L•min);第10min 后,保持温度不变,向该密闭容器中再充入0.75mol CO2(g)和1.5mol H2O(g),则平衡        (填“正向”、“逆向”或“不”)移动.恒温恒压密闭容器中该反应达平衡状态的依据是(填序号)          

A.v(CH3OH)=3v(H2)  B.混合气体的密度不变

C.c(CH3OH)=c(H2O)     D.混合气体的总物质的量不变

(2)如图2,25时以甲醇燃料电池(电解质溶液为稀硫酸)为电源来电解300mL某NaCl溶液,该装置中 a 极为            极,负极反应式为         .在电解一段时间后,NaCl溶液的pH值变为12(假设NaCl 溶液的体积不变),则理论上消耗甲醇的物质的量为               mol.

(3)取五份等体积的CO2和H2的混合气体(物质的量之比均为1:3),分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中,发生上述反应,反应相同时间后,测得甲醇的体积分数φ(CH3OH)与反应温度T的关系曲线如图3所示,则上述CO2转化为甲醇的反应的H          0(填“>”、“<”或“=”)

 

CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=﹣726.40KJ/mol (2分) (1)0.225 (1分); 正向(2分) ; B D (2分) (2)阳 (1分), CH3OH﹣6e﹣+H2O=CO2+6H+(2分), 0.0005(2分) (3) < (2分) 【解析】 试题分析:已知:在 25℃、101kPa 下,1g 甲醇燃烧生成 CO2和液态水时放热 22.70kJ,32g甲醇燃烧生成二氧化碳和液态水放热726.40KJ,甲醇燃烧的热化学方程式为CH3OH(l)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-726.40KJ/mol;(1)图象分析可知,甲醇变化浓度为0.75mol/L,甲醇的反应速率v(CH3OH)=0.75mol/L÷10min=0.075mol/(L•min ),反应速率之比等于化学方程式计量数之比,v(H2)=3v(CH3OH)=3×0.075mol/(L•min )=0.225mol/(L•min ),结合化学三行计算得到,图象分析可知体积为1L, CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) 起始量(mol/L) 1 3 0 0 变化量(mol/L) 0.75 2.25 0.75 0.75 平衡量(mol/L) 0.25 0.75 0.75 0.75 该温度下平衡常数K= =5.3 第10min 后,保持温度不变,向该密闭容器中再充入0.75mol CO2(g)和1.5mol H2O(g), Qc= =4.5<K=5.3,反应正向进行, CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)反应是气体体积减小的反应,恒温恒压密闭容器中该反应达平衡状态的依据是正逆反应速率相同是化学平衡的标志,A.反应速率之比等于化学方程式计量数之比为正反应速率之比,当3v正(CH3OH)=v逆(H2),说明氢气正逆反应速率相同,表示反应达到平衡状态,v正(CH3OH)=3v逆(H2)不能说明反应达到平衡状态,故A错误;B.反应前后气体质量相同,恒温恒压密闭容器中混合气体的密度不变,能说明反应达到平衡状态,故B正确;C.甲醇和水蒸气浓度浓度和起始量变化量有关,c(CH3OH)=c(H2O)不能说明反应达到平衡状态,故C错误;D.反应前后气体物质的量变化,混合气体的总物质的量不变说明反应达到平衡状态,故D正确;(2)在甲醇燃料电池(电解质溶液为稀硫酸)中,正极发生还原反应,即O2放电,甲醇在负极失电子发生氧化反应,与甲醇电极相连的b为原电池阴极,与通入氧气的电极相连的a为阳极,根据电解质溶液为酸性溶液,得出正极反应为:O2+4e-+4H+=2H2O,负极电极反应为:CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+,NaCl溶液的pH值变为12,即得出△n(OH-)=10-2mol/L×0.3L=0.003mol=△n(H+),根据电解池中阴极的电极反应2H++2e-=H2↑可知:电解池的阴极得0.003mol电子.而流经四个电极的电量相等,根据燃料电池的负极反应CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+可知CH3OH~6e-,故失0.003mol电子时消耗0.0005mol甲醇;(3)由图可知最高点反应到达平衡,达平衡后,温度越高,φ(CH3OH)越小,平衡向逆反应进行,升高温度平衡吸热方向进行,逆反应为吸热反应,则正反应为放热反应,即△H<0。 考点:考查平衡状态的判断、化学反应速率和平衡常数的计算、原电池、电解池原理分析应用等。  
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W结构中含有三个六元环,是一种新型香料的主要成分之一。W的合成路线如下(部分产物和部分反应条件略去):

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已知:RCH===CH2+CH2===CHR′满分5 manfen5.comCH2===CH2+RCH===CHR′

B中核磁共振氢谱图显示分子中有6种不同环境的氢原子

D和H是同系物, D与H发生反应生成W.

请回答下列问题:

(1)G分子中含有的官能团名称是____________。

(2)A→B反应过程中涉及的反应类型有____________、____________。

(3)A的结构简式为____________; F的结构简式为____________;

(4)B→C的化学方程式为______________________________;

D+H→W的化学方程式为______________________________。

(5)K为F的同系物,碳数比F多1,其符合下列条件的K的同分异构体共有________种。

a.能发生银镜反

b.能与FeCl3溶液发生显色反应

c.核磁共振氢谱上有四个峰,其峰面积之比为1126

(6)K的所有同分异构体在下列—种表征仪器中显示的信号(或数据)完全相同,该仪器是_______(填标号)。

a.质谱仪   b.红外光谱仪   c.元素分析仪   d.核磁共振仪

 

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是几种有机物的名称或化学式:

2,2,3-三甲基丁烷、3-甲基-1-氯戊烷、甲苯、满分5 manfen5.comClCH=CHCl、

满分5 manfen5.com满分5 manfen5.com满分5 manfen5.com1,3,5-庚三烯

据此回答下列问题:

(1)用系统命名法命名有机物:_____________

(2)上述有机物中,互为同分异构体的是____________(用编号表示),存在顺反异构的是_______(用编号表示)。

(3)苯环上的二氯代物有__________种,以该有机物为原料制备TNT炸药的化学方程式为_______   

(4)已知在有机物分子中,若某个碳原子上连接4个不同的原子或基团,则这种碳原子称为“手性碳原子”,

满分5 manfen5.com中带*的C原子。若同一个碳原子上连着2个碳碳双键(如C==C==C)时,分子极不稳定,不存在。1,3,5-庚三烯的众多链烃同分异构体中:

含有“手性碳原子”,且与足量H2发生加成反应后仍具有“手性碳原子”的____________种。

含有“手性碳原子”,但与足量H2发生加成反应后,不具有“手性碳原子”的结构简式是___________________。

 

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某工厂的废液经测定其主要含有乙醇,此外还有丙酮、乙酸和乙酸乙酯。以上各物质的沸点如下:

物质

丙酮

乙酸乙酯

乙醇

乙酸

沸点/

56.2

77.06

78

117.9

现拟通过下列步骤回收乙醇和乙酸:

向废液中加入甲溶液;将混合液放入蒸馏器中缓缓加热;收集温度在70~85之间的馏出物;排出蒸馏器中的残液,冷却后向其中加入乙溶液(过量),然后再放入蒸馏器中进行蒸馏,收集馏出物.

可选用试剂:A. 烧碱溶液    B. 浓硫酸     C.饱和食盐水    D. 浓盐酸

请回答下列问题:

(l)乙醇的沸点比丙酮沸点高的主要原因是                  

(2)加入甲溶液是_________,(填A B C D序号),涉及到的反应方程式:

(3)在70~85时馏出物的主要成分为________________________。

(4)在步骤中加入过量的乙溶液是_________。(填A B C D序号),

(5)最后蒸馏的温度控制在____________。

(6)在蒸馏操作中,仪器选择及安装都正确的是:__________(填标号)

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如果蒸馏前忘记加沸石,液体温度已接近沸点时,应该如何处理?___________________

 

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已知某碱性硼化钒(VB3)一空气电池工作时发生反应为:11O2+4VB2=2V2O5+4B2O3。以该电池作为电源,使用惰性电极电解硫酸铜溶液,实验装置如图所示。当外电路中通过0.04mol电子时,B装置内共收集到0.448L气体(标准状况),则下列说法正确的是

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A.VB2电极发生的电极反应为:2VB2+11H2O-22e=V2O5+2B2O3+22H

B.若B装置内的液体体积为400mL,则CuSO4溶液的物质的量浓度为0.025mol/L

C.电解过程中,b电极表面先有红色物质析出,然后有气泡产生

D.外电路中电子由a电极流向b电极

 

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一定条件下存在反应:CO(g)+H2O(g)满分5 manfen5.comCO2(g)+H2(g)ΔH<0。现有三个相同的2L恒容绝热(与外界没有热量交换) 密闭容器IIIIII,I中充入1mol CO1 mol H2O,II中充入1 mol CO21 mol H2III中充入2 mol CO 2 mol H2O,700条件下开始反应。达到平衡时,下列说法不正确的是

A.容器I、II中正反应速率不相同

B.容器I中CO 的物质的量比容器II中的多

C.容器I中反应的平衡常数小于III中

D.容器III中CO 的浓度比容器II中CO浓度的2倍还多

 

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